太阳局部高分辨观测像的日球坐标自动标定

观测图像的日球坐标标定通常是处理太阳局部高分辨观测像的第一个步骤,但这也一直是很多太阳物理学家面临的困难.本文应用尺度不变特征变换来提取特征匹配点,提出了一种将局部高分辨光球和色球图像与空间/地面全日面像自动匹配以确定其视场在日球坐标系位置的方法.同时还总结了一套有针对性的图像预处理方案和流程,用于提高特征点检测的准确度和增加匹配点对数量,从而成功地实现了新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope, NVST)的氧化钛(titanium dioxide, TiO)波段与太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory,SDO)日震磁像仪(helioseismic and magnetic imager, HMI)连续谱、Hα波段与全球日震网(Global Oscillation Network Group, GONG)或者太阳动力学天文台/大气成像仪(atmospheric imaging assembly, AIA)304?波段的图像配准.最终结果用SDO标准关键字记录在标定后的普适图像传输系统(flexible image transport system, FITS)文件头中,以便使用通用的太阳软件包来进行各种后处理.这一工作实现了高分辨观测像的标准化日球坐标标定,为太阳物理学家更好地使用高分辨观测数据提供了极大的便利,从而提高了数据利用率和科学产出.     

探索太阳活动的奥秘

<正>2022年10月9日，“夸父一号”（先进天基太阳天文台，中国综合性太阳探测专用卫星）向太阳奔去。“夸父一号”重约859千克，运行于720千米高的晨昏太阳同步轨道上。在这样的轨道上运行，卫星可以长时间连续地对太阳进行观测，能最大限度地为科学载荷提供良好的观测环境。“夸父一号”的科学目标是“一磁两暴”，即太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射，它们是构成太阳活动的关键要素。那么，“一磁两暴”是怎么回事?太阳活动又隐藏着怎样的奥秘呢？     

中国科学院国家天文台太阳物理研究20年

中国科学院国家天文台自2001年成立以来,汇集了与太阳物理有关的创新研究队伍和观测基地,是我国规模最大的太阳物理研究群体,拥有理论研究、观测分析和设备研制等综合优势. 20年来,国家天文台成功运行着多通道太阳磁场望远镜和太阳射电宽带动态频谱仪等世界一流的观测设备,研制了全日面太阳光学和磁场监测系统及明安图射电频谱日像仪(Mingantu Spectral Radioheliograph, MUSER)等新一代观测设备,正在研制中红外太阳磁场精确测量观测系统(accurate solar infrared magnetic measuring system, AIMS)、我国首个空间太阳望远镜ASO-S(Advanced Space-based Solar Observatory)的有效载荷全日面磁场望远镜(full-disk magnetograph, FMG)、米波-十米波射电频谱日像仪和行星际闪烁射电望远镜等新设备.本文着重回顾近20年国家天文台研究人员取得的一系列开拓性研究成果或亮点研究进展,进一步展望未来我国太阳物理界将主要在太阳磁场、太阳射电和深空太阳探测方面进行的重点突破,推动在太阳和日地物理中解决科学难题,包括太阳磁场与太阳周的起源、日冕加热、太阳爆发起源及其对日地空间环境的作用和影响等.     

旨在观测太阳活动的“TRACE空间探测器”

今年4月1日,美国航空航天局成功地将"太阳跃迁区与日冕探测器"（乃。TranS女bnR笔向nandO）llu－－nalM）送人太阳观测轨道。这枚新型空间探测器利用紫外光望远镜已拍摄和传回地球首批太阳图像照片,并继续以每20秒拍摄一幅照片对太阳进行全天候观测O加利福尼亚州帕洛阿尔托市     

太阳立体探测任务设想

太阳空间探测在太阳物理前沿科学问题研究和空间天气预报应用研究方面具有重要的意义.人类在60余年的太阳空间探测活动中,取得了一系列重要成果,但仍存在诸多根本性重大问题有待解决.太阳立体探测可以克服单视角观测的局限,获取全方位、多要素的物理数据,促进解决太阳物理中的重大科学问题.本文介绍了太阳内部结构和磁场起源、太阳活动机理研究、太阳活动的全日球空间天气效应和空间天气预报模式研究4个科学目标,太阳立体探测任务空间布局、系统组成和探测器总体设计,以及太阳立体探测任务的有效载荷配置和主要技术指标.     

太阳对流区模型

太阳是目前仅有足够空间分辨率的恒星。日震学提供一种探测太阳内部结构与运动的强有力的手段。因此太阳成为检验恒星演化和对流理论最理想的试验场。此外,研究太阳对流区结构对揭示太阳磁场起源和太阳活动的机理具有重要的意义。 一个成功的太阳对流区的模型要受到如下因素的制约:(1)原始太阳经过大约45亿年的演化后,必须具有其目前的光度和半径;(2)它必须给出与观测一致的太阳振荡频率;(3)     

背景及扰动太阳风的太阳周变化——超声及无量纲参数

在日球空间宁静及扰动期间观测到的太阳风基本参数、粒子及能量密度和流密度具有不同的太阳周变化。其中,宁静日太阳风速度V、温度T、行星际磁场总强度B的年均值有明显的双峰太阳周变化,峰值出现在黑子极大年(1968)和冕洞极大年(1974)。但是扰动日年均     

Ulysses观测的太阳风结构的三维MHD模拟

Ulysses是迄今为止第一次沿独特的日球纬度方向考察日球高纬度空间区域的飞船. 1994年9月～1995年6月首次从南极向北极的快速穿越过程中, 观测到子午面内太阳风除黄道面附近 ( 20o区域外, 高纬度区域存在大范围高速流. 以该期间具有一般性和代表性的Carrington 1893周的太阳源表面磁场及K-日冕亮度的观测为依据, 将太阳表面的特征结合到模式的初边值中, 用三维MHD模式模拟得到了与Ulysses的观测基本一致的太阳风结构. 结果表明源表面磁场和等离子体数密度的分布是形成这种结构的主要原因, 采用的三维MHD模式具有模拟子午面太阳风大尺度结构的能力.     

新知短讯

首幅太阳X射线照片GOES-N气象卫星是今年5月24日发射升空,在进入高度为3.6万千米指定圆形地球同步轨道之后更名为GOES-13。现正处于对其舱内仪器设备进行测试阶段,测试阶段估计需要200天。最近利用X射线波段工作的SXI(Solar X-ray Imager)照相机拍摄到首幅太阳照片,专家宣称获得的首幅太阳X射线照片质量非常出色。GOES-13卫星所有其他仪器都在观测地球表面和大气,只有SXI照相机瞄准太阳,它的主要任务是提供太阳活动信息。SXI照相机将观察太阳爆发、日冕物质喷发、太阳黑子和波长从0.6￣6纳米波段的活跃区域,这对于预报宇宙天气…     

掠过太阳的彗星

美国的太阳观测卫星(SMM)1987年10月观测到两颗掠过太阳运动的彗星。作为掠过太阳轨道上运动的彗星,有称为十字星(Krcuz)的一群。1965年出现的池谷、关彗星令人记忆犹新。     

太阳系各行星的运动参数和物理参数

’L二{水星…金星{地球{,孟月.上6 …,‘,矛八,1亡J月呀月份j.通月月J月里诊‘离太阳最远距离(100万公里)离太阳最近距离(100万公里)离太阳平均距离(100万公里)离太阳平均距离(天文单位)公转周期自转周期轨道速度(公里/秒)自转轴的倾角相对于黄道的轨道倾角轨道偏心率赤道宜径(公里)质t(设地球为1)体积(设地球为1)密度(设水为1)扁率大气的主要成分可观侧表面的平均温度(℃)(子为固体部分.C为云层 部分)表面的大气压(毫巴)表面逃逸速度(公里/秒)表面瓜力(设地球为1)从行星观测的太阳张角已探明的卫星数69。745。9 57.9 0。387 88日 59日 47…     

太阳耀斑出现在H_βDoppler速度图的红移区的实测证据

1989年3月,太阳上出现超级太阳活动区,怀柔编号89065,Boulder编号5395,日球坐标是N33,L260。这个区是近十多年来黑子面积最大、活动最激烈的太阳活动区,发生了连续的太阳大耀斑、X射线事件和特大质子事件。北京天文台怀柔太阳观测站从3月7日至17日连续获得高质量的矢量磁图——H_β Doppler速度图,并观测到29次耀斑。这些丰富的资     

旅行者2号照亮星际空间边界

<正>2018年11月5日,美国宇航局(NASA)的旅行者2号成为历史上第二个离开日球层的航天器(日球层就像是太阳吹出的充斥着粒子和磁场的保护性气泡)。旅行者2号到达距离地球约180亿公里处,远超过冥王星轨道到太阳的距离,旅行者2号由此进入星际空间(即为星体与星体之间的空间)。《自然·天文学》最新发表了5篇研究文章,描述了在旅行者2号完成历史性穿越前后,科学家所观察到的情况。     

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     

背景及扰动太阳风的太阳周变化——基本参数及密度参数

在地球轨道附近,日球参数的变化有两种性质不同的太阳周变化。第一类是冕洞周变化,它主要决定着太阳风粒子的质量、动能及热能的输出。在日冕结构寿命最长的年分,太阳风的流密度和动能与内能密度都达到最大值,太阳通过太阳风向日球大量输送质量、动能和热能。第二类是黑子周变化。它主要决定着太阳风的内在特征,尤其是磁场对太阳风的控制作用。在黑子活动极大年,太阳风的磁能与动能密度比、磁压与热压比都增大至极大值,与黑子数成正相关关系。     

SOHO卫星发现第750颗彗星

由欧洲和美国宇航局于1995年12月发射的SOHO卫星(太阳和日球天文台)近日又发现了一颗新的彗星。据意大利安莎社14日报道,这是它在9年的观测过程中发现的第750颗彗星。SOHO卫星将这颗彗星的形状拍成照片,并被发表在SOHO网站上。由于拥有先进的日冕仪,SOHO卫星成为天文史上发现彗星数量最多的天文探测卫星。SOHO卫星是美国国家航空航天局(NASA)和欧洲宇航局(ESA)开展的一个太阳联合监测计划,因此,SOHO卫星又被称为“太阳和日球天文台”。SOHO卫星发现第750颗彗星     

窄带可调谐滤光器在太阳磁场测量中的应用

磁场测量是太阳科学观测中最重要的一部分,围绕磁场展开的相关研究是太阳物理的研究热点.磁像仪是一种可以进行高分辨磁场观测的精密测量器件,在地基和空间太阳观测中得到了广泛的应用.窄带可调谐滤光器是磁像仪获得窄带光的核心光学部件,其特性会对磁像仪的性能产生影响.滤光器分为两大类,具体可包括4种结构,不同结构具有不同的性能特征,可根据磁像仪的需求进行选择.本文调研了国内外著名地基、球载、空间太阳磁场望远镜,总结了太阳磁像仪中常用的各种窄带可调谐滤光系统的实现方式,滤光器的结构、原理、轮廓特性以及在磁像仪中的应用场景,归纳了不同太阳磁像仪滤光系统的设计特点和关键技术,以期为未来太阳磁像仪滤光系统的研制提供参考.     

前沿

正世纪彗星ISON ISON彗星,又名C/2012 S1或"光科网彗星",属于掠日彗星,于2012年9月21日由俄罗斯国际科学光学监测网(International Scientific Optical Network,简称ISON)的成员维塔利·纳瓦斯基和阿特罗姆·诺维克诺克利用0.4米口径反射望远镜发现。发现时ISON彗星距离太阳约9.4亿千米,视星等仅为18.8,彗发直径为8",轨道位于木星之外,较难通过一般的天文望远镜进行观测。科学家通过对ISON彗星轨道进行分析,发现其与1680年大彗星的轨道接近,因此推测出它们是从同一颗更大的彗星分裂出来的碎片。     

耀斑激波的各向异性传播

对飞船观测和行星际闪烁记录的分析表明,耀斑激波的最快传播方向偏离耀斑法线:在赤道面内朝东偏转,在子午面内偏向日球电流片.即便扣除背景太阳风的对流效应,上述非对称传播特征仍然存在.可是,迄今对日球赤道面内耀斑激波的数值模拟给出的最快激波传播方向几乎与耀斑法线平行,与观测结果相左.本文将证明,适当修改下边界的激波引入方式,可以获得最快传播方向东偏之结果. 既然耀斑源区随太阳自转,采用共转坐标系比较方便.在该坐标系中,日球赤道面内的理想 MHD二维平面流动满足如下方程:     

太空旅行，请走高速公路

奇怪的轨迹2004年4月,在太空工作了两年之久的起源号探测器准备返回地球。起源号的任务是收集太阳粒子,它距地球并不是那样遥远,然而,起源号却舍近求远,它掠过地球,沿一个环形轨道在归途中飞行了483万公里后才靠近地球。科学家解释说,起源号这样做是为了节省能源,它返回地球的轨道几乎可以不用消耗燃料。科学家将这样的飞行轨道形容为“太空隧道”或者“星际高速公路”。加州理工学院研究太空船飞行轨道的数学家杰纳德·马斯顿评价说:“起源号完成了有史以来消耗能源最低的一次太空飞行。”听起来,“星际高速公路”这样的说法似乎来自一部科…