日全食时的日冕光学观测

日冕是太阳的外层大气, 不仅其高速外流的高温等离子体形成太阳风, 而且还常发生强烈的日冕物质抛射(CME), 发射很强的紫外和X射线, 日冕活动严重地影响日地空间环境和太空天气以及地球, 观测研究日冕的结构和活动有重要的科学意义和应用价值. 日冕的光学亮度只有日轮光球的百万分之几, 日全食是观测日冕的最有利时机. 本文综合评述日冕的各种形态特征和结构性质、活动规律及其观测研究进展, 有助于在2009年及以后的日全食时更好地拟定观测方案, 以便获得有成效的科学观测资料, 促进有关课题的深入研究.     

科技传真

日全食观测获得了大量数据 英国拉瑟福德·阿普尔顿实验室菲利普斯教授领导的观测小组在8月11日日全食发生的两分钟内,利用保加利亚当地天空晴好的便利条件,采用先进的“日食日冕成像系统”争分夺秒地拍摄了1.2万幅高分辨率太阳日冕照片,获取的信息量相当于3000张软盘的存储总量。 日冕是太阳外层的稀薄气体,温度高达数百万摄氏度,而太阳表面温度仅为5000℃左右。这一现象一直让科学家感到困惑。本世纪40年代以来,科学家动用很多地     

天赐良机——我国将见两次日全食奇观

自古以来,日全食天象就特别令人瞩目.大多数人在一生中也难得有机会目睹日全食奇观,就那么短短几分钟,明亮的日轮突然被看不见的月球完全遮住,日全食发生了,天昏地暗,日轮周围瞬间呈现红玫瑰色彩的太阳大气色球层,更仔细瞧,银灰色的广延日冕也显现出来,种种奇景美不胜收!百闻不如一见,很多人不惜长途跋涉,赶往发生日全食地区去一饱眼福.     

2008年8月1日日全食的日冕结构和亮度分布

日冕是太阳的外层大气, 日冕活动影响日地空间环境和太空天气以及地球. 日全食是观测研究日冕的良机. 在2008年8月1日的日全食期间, 我们用CCD照相机与天文望远镜组合拍摄了一系列日冕像和日面偏食像. 本文选取部分图像, 进行数字图像处理和分析, 给出初步结果, 揭示日冕的一些活动结构, 测定日冕两极和赤道的亮度径向平滑分布. 虽然太阳活动处于极小期, 但日冕结构仍是不对称的, 不仅显示赤道区比两极区延展, 即使赤道东、西和南、北极区也有较大差别. 赤道东侧的冕流, 尤其东南方的大冕流很显著. 南极区比北极区的冕羽由更多的极射线组成, 这些结构也可由他人观测的及SOHO卫星的当天日冕图像佐证. 日冕赤道区和极区的亮度径向分布接近于Van de Hulst的太阳活动极小期模型, 但存在因日冕结构而比该模型的明显偏离, 这些日冕结构也显示在日冕的等亮度图上.     

约会21世纪最壮观的日全食

2009年7月22日，一场壮观的日全食将上演，中国将成为2132年以来时间最长的一次日全食东道主国家。日全食带绵延几百千米宽，它将覆盖我国长江中下游流域。在日全食时，天空将出现3-7分钟完全黑暗的情景，且越往东日全食时间越长。除了白昼变得如同黑夜一般外，市民还能看见日冕、色球层等与太阳有关的奇异景观。     

日全食——日冕的观测研究

日全食是观测日冕的最佳机会。壮观的日冕显示复杂的形态结构和活动现象。日冕发射很强的紫外线和X射线,高温物质不断外流而形成“太阳风”,还常发生强烈的“日冕物质抛射事件”。日冕活动严重地影响空间环境和太空天气,因此日冕的观测研究成为对航天和地球有意义的热门领域。     

太阳高能粒子的日冕逃逸时间与日冕加速源

太阳高能粒子事件爆发的初期, 太阳高能粒子的加速地点在日冕. 由于太阳高能粒子的观测主要在1 AU附近, 因此, 太阳高能粒子的日冕加速源只能依靠综合观测的资料来推测. 目前太阳高能粒子日冕加速源的研究主要通过研究太阳高能粒子的谱、太阳高能粒子的电荷态、太阳高能粒子的日冕逃逸时间, 并结合多波段的观测资料等方法来开展. 太阳高能粒子日冕逃逸时间的计算是研究太阳高能粒子日冕加速源的重要方法之一, 也是常用的方法之一. 结合大量的太阳高能粒子观测与研究事例, 该文详细介绍了太阳高能粒子日冕逃逸时间计算得到的一些重要研究结果, 同时也介绍了每一种方法的特点. 结合典型的相对论太阳高能粒子事件的研究事例, 讨论分析了利用太阳高能粒子日冕逃逸时间推测得到的几个相对论太阳高能粒子事件日冕加速源和可能的实际加速源, 指出了利用太阳高能粒子的日冕逃逸时间推测太阳高能粒子日冕加速源时可能存在的问题.     

2009年7月22日日全食的日冕结构

日冕是太阳的外层大气,其高温等离子体外流而形成太阳风,又发射很强的紫外和X射线辐射,日冕活动严重地影响日地空间环境.日冕结构与太阳活动有密切联系.2009年7月22日发生21世纪最壮观的日全食,是观测研究日冕的良机,但由于全食带地区大多阴雨而受挫,幸好在个别天气好的地方可拍摄到高质量的日冕数码像.本文选取其中部分像,进行数字图像处理,结合SOHO卫星LASCOC2所观测的当天的外冕图像进行分析,揭示日冕的一些结构,得到日冕两极和赤道的亮度径向平滑分布.2009年是第24个太阳活动周期的开始年,虽然太阳活动水平仍较低,但比去年的极小期活跃得多,日冕结构有较明显的变化,不仅显示赤道区比两极区延展,即使东西赤道区和南北极区也有较大差别.赤道东侧的冕流,尤其赤道北的大冕流很显著,南极区比北极区的冕羽由更多的极射线组成.日冕赤道区和极区的亮度径向分布接近于去年的太阳活动极小,但赤道东西方向的亮度分布差别较去年小,南极与北极方向的差别也较小.这些日冕特征也显示在日冕等亮度图上.     

天文学邻域耐人寻味的十三个悬念宇宙十三问

太阳温度的逆转之谜? 太阳的内部每天都在发生猛烈的核聚变反应,它的中心温度高达1500万摄氏度.但当其高温传递到太阳表面时,温度降至为6000摄氏度.令人匪夷所思的是,位于太阳上空约2 000公里处的"日冕"温度却又升至100万摄氏度,整个太阳的上空被比其表面温度高100多倍的日冕所包围.虽然日冕的部分热量会影响太阳表面,但其温度就是难以上升.仅为6 000摄氏度的太阳表面温度却能使日冕升温到100万摄氏度,原因何在?天文学家对此甚感迷惑.     

太阳之谜

温度之谜 1869年,日冕高温首次被发现.这一年发生了日全食,天文学家在观测日食时,无意间发现日冕光谱里多了一个"新成员",被称为"冕绿线".这是一个"怪人",除了在那次日食中偶露"真容"后,任凭人们在地面上怎么寻找,它都不再露面.这个"怪人"究竟是谁?人们一无所知.     

太阳大气中的瞬变现象

1860年7月18日西班牙托雷布兰卡(Torreblanca)上空出现了日全食,意大利天文学家坦普尔(Gugliemo Tempel)进行了仔细的观察,绘制出如图1(封二)所示的日冕图.令人惊奇的是,在右下方日冕中出现有环状(loop)的结构。类似的情况,在其后的     

螺环不稳定性对日冕物质抛射至关重要吗?

<正>作为主序星的太阳,其内部结构大体是稳定的.核心区的氢聚变反应为太阳提供了持续而比较恒定的能源,维持其3.828×1026 W的电磁辐射、8.8×1024 W的中微子辐射,以及往外输运的太阳风.然而,由于原初磁场[1]以及太阳表面以下0.3倍半径范围内(即对流区)较差自转的存在,在发电机过程[2]及磁扩散的共同作用下,对流区底部的磁场发生着周期性的变化.当其磁场强到一定程度,便会经由太阳表面而浮现到太阳大气中,并导致各种空间尺度和不同能量的爆发现象,如太阳耀斑、暗条爆发、日冕物质抛射等.其中,日冕物质抛射是尺度最大的剧烈爆发现象,     

太阳变亮了

最近，太阳亮度增强成为人们关注的话题。英国科学家通过前不久的日全食观测发现，日冕辐射有所增强，井预测到2000年太阳亮度可能增加千分之一。此说法得到了世界天文学家们的认同。通过长期的观察和研究，人类发现了太阳活动具有一定的规律，太阳活动周即为其中之一。据中国科学院国家天文观测中心副主任、中国科学院天文委员会主任、太阳物理学家汪景博士介绍，决定太阳亮度变化的太阳黑子、谱斑和磁活动由盛而衰、由衷而盛的活动规律，构成一个以11年为单位的太阳活动周。活动周内太阳的亮度由弱到强，一般会在千分之二内浮动。拍摄太阳…     

前沿

正12年来最强太阳耀斑爆发2017年9月6日19时53分,中国科学院国家空间科学中心监测显示,太阳爆发X9.3级大耀斑,引发太阳质子事件和日冕物质抛射。这是太阳自2005年以来最强的一次爆发活动,开启了新一轮太阳风暴的序幕。耀斑是太阳大气局部区域突然变亮的活动现象。伴随     

一种端到端的日冕物质现象检测新方法

日冕物质抛射与日冕活动、空间天气以及许多行星际的扰动有着密切的联系,其检测对于空间天气防灾减灾具有重要意义.现有方法通过人为定义特征或利用简单阈值的方法进行CME检测,对弱CME或暗CME的检测效果差.为了解决这一问题,本文提出了一种端到端的日冕物质抛射检测方法:通过引入卷积神经网络,自动提取适应于描述日冕物质抛射检测的图像特征,并基于这些自动提取的特征建立日冕物质抛射检测模型.该过程不需要人为参与特征的选择及分类规则的设定,可以方便地实现数据到结果的端到端的映射.实验结果表明,在本文构建的测试数据集上可以得到98.05%的准确率,并以2007年5月的观测数据为例,检测了26个普通CME事件中的24个事件,得到了优于当前常用日志的效果.因此,本文方法可以有效地进行日冕物质抛射检测.     

太阳等离子体质量流量输出的给定方法初探

本文首次从MHD理论的角度,以光球磁场观测和K-日冕亮度的全日面观测为基础,对此问题作初步探讨.本文一个非常重要的理论新结果是:磁中性线区(即电流片区)是太阳等离子体质量输出最大的区域,与分析部分间接和直接观测数据所得定性结论一致.1 观测基础通过对太阳的连续观测,可在太阳自转一周的时间尺度内测得K-日冕偏振亮度和光球磁     

日食和月食

日、月食被列为最著名的自然现象.但日全食其实并不是什么罕见的事情,大约每一年半就会在世界的某个地方发生一次.发生日全食时,月球正运行在地球和太阳中间,月球椭圆形的影子投影到地球表面.     

突破难关上云霄

地球上有天气,太空中也有天气吗? 答案是当然有了!太空天气是指在太阳系内地球周围的太空环境发生的变化.太空天气包括太阳、太阳风、近地空间以及高层大气中的任何条件和事件.太阳会发生太阳风、太阳耀斑、太阳射电爆发、太阳辐射风暴、太阳高能粒子喷发、日冕物质抛射和太阳黑子爆发等,引起太空天气的变化.银河系中拥有3000 多亿颗恒星,也会发射大量宇宙射线,穿越太阳系和地球,引起太空天气扰动.这时,太阳系、地球周围太空中的磁场、辐射、等离子体和其他物质就会变化,引发太空天气、气候和环境的变化.     

日冕谱线的证认——近代天体光谱学的一项辉煌成就

日冕是太阳大气的最外层。它的形状不规则。在太阳活动峰年,日冕呈球形;到活动谷年,变为扁平形,主要沿太阳赤道向外延伸。日冕非常辽阔,可以伸展到离日面若干个太阳半径的行星际空间。人类发现和研究日冕,已有悠久的历史。根据英国著名科学家李约瑟的考     

太阳爆发的结构和机制研讨会在南京成功召开

正太阳爆发活动是指太阳大气中磁场的剧烈变化引起的各类等离子体加热、加速和辐射增强现象,主要表现形式为日冕物质抛射和太阳耀斑,前者可抛射出巨量的磁化等离子体至行星际空间;后者可在短时间内释放出大量的高能粒子与辐射.它们是导致日地空间灾害性天气事件的重要源头.太阳爆发的研究涉及到多个重要的科学问题,包括磁