利用SDO高时空分辨率资料对小尺度日冕极紫外波的观测研究

发布时间：2020-02-09 07:59

【摘要】：日冕（corona）极紫外（EUV）波是在日冕里传播的大尺度明亮波前，与日冕物质抛射（CME）有着密切的联系。第一个EUV波是用搭载在太阳与日球天文台（SOHO；Solar and Heliospheric Observatory）上的极紫外成像望远镜（EIT；EUV Imaging Telescope）观测得到的，所以一开始称为“EIT波”。尽管已经被详细研究了15年，但是对EUV波的理解还不是很清楚，仍然有很多未解决的问题，尤其是EUV波的物理本质和触发机制。太阳动力天文台（SDO；Solar Dynamic Observatory）的上天，提供了高时空分辨率的观测资料，使得系统详细地分析研究EUV波成为可能。这里，结合日地关系天文台（STEREO；Solar Terrestrial Relations Observatory）和SDO上EUV波段的观测资料，我们详细分析了几个特殊的EUV波，尝试着去分析EUV波的物理本质和起源问题。另外，我们挑选的主要是一些小尺度（small-scale）EUV波，试图获得不同尺度的EUV波之间的联系和区别。 2010年12月1日，SDO观测到一个小尺度EUV波在日面中心附近爆发，伴随着一个相应的迷你CME（mini-CME）。这个CME显示出典型CME的所有低日冕特征，是由一个小暗条（flament）的爆发引起的。这个暗条长度约为30′′，是典型的迷你暗条（mini-flament）。尽管爆发非常微弱，但是EUV波有一个几乎半圆形的波前，并以相同的速度（220-250km s~(-1)）向外传播，而且有很小的角度相关性。CME的横向扩张是非对称的，倾向于朝北边运动，CME环的南部足点几乎没有移动。横向扩张导致了长持续时间的（long-duration）强暗区（dimming），反映出CME的范围。对比CME的起动时刻和初始速度，EUV波很可能是由CME环的快速膨胀触发的。我们的分析证明这个小尺度EUV波是真正的波，可以用快模（fast-mode）磁流体动力（MHD）波来解释。利用SDO的高时间和空间分辨率资料，我们展示了在2010年11月11日三个小时之内连续发生的四个相似（homologous）EUV波。所有的EUV波都源于相同的的磁流浮现区域（EFR），都在相同的方向传播，都伴随着日浪（surge）、微弱的耀斑（fare）和模糊的CME，而且在SDO所有的EUV波段里都有着基本相同的外形。这些波以280-500km s~(-1)的均匀速度传播，有着很小的角度相关性，意味着这些相似EUV波很可能可以解释为快模MHD波。这些EUV波很可能涉及不止一个的驱动机制，最可能的是被日浪驱动，由于它们之间紧密的时间和位置关系。我们也认为这些相似EUV波紧密关联着浮现区磁流的持续浮现和对消，，这可以为连续EUV波的开始和触发提供足够的能量。利用SDO的高时间和空间分辨率资料，我们展示了发生在2010年3月1日的一个与失败暗条爆发相关的EUV波，这个事件中没有相应的CME产生。结合（photosphere）、色球（chromosphere）和日冕的高质量的资料，我们研究了EUV波的特征以及波与相应爆发间的关系。事件发生在一个小活动区附近的短暂区域（ephemeral region），这个区域里持续的磁流对消产生了爆发前增亮和两个EUV喷流（jet），并激活了暗条爆发，伴随着一个微耀斑（microfare）。在爆发之后，暗条物质出现在远离爆发中心的地方，周围的冕环看起来并没有受影响。很明显这个暗条爆发失败了，也没有产生相应的CME。EUV波就发生在北边喷流到达之后，而且看起来像是源于这个喷流的前面，而不是爆发中心。EUV波接近匀速地传播，速度范围为260-350km s~(-1)，在后期有轻微的负加速度。值得注意的是，EUV波碰到一簇冕环后，继续向前传播，而冕环基本上不受影响。我们的分析证明这个EUV波是个真正的波，可以解释为一个快模MHD波。另外，EUV波和喷流在时间和空间上的紧密关系，提供了当CME没有发生的时候EUV波可能由喷流触发的证据。快速日冕EUV波（速度1000km s~(-1)）是非常罕见的。利用SDO的高时空分辨率资料，我们研究了一个发生在2011年9月30日的快速EUV波，联系着一个迷你暗条爆发、一个C1.0耀斑和一个CME。这个事件发生在两个活动区之间的边缘区域，迷你暗条快速地爆发，看起来像爆裂喷流（blowout jet）一样，伴随着耀斑和CME。CME的前锋很有可能是由覆盖在上方的大尺度冕环直接演化而来的。EUV波的起始时间与喷流和耀斑的初始时刻几乎是同时的。EUV波的起点远离耀斑中心，与快速喷流有着紧密的位置关系。EUV波有着大约1100km s~(-1)的初始速度，在后期还有轻微的减速，速度降到500km s~(-1)左右。EUV波在很小的角度范围内传播，很有可能是想要避开两边的活动区。所有的结果都证明这个快速EUV波是个快模MHD波。因为CME打开了大尺度的环，它的前锋很有可能在EUV波波前产生之后形成，所以EUV波不可能被CME驱动。EUV波最有可能是被喷流触发的，因为两者之间有着紧密的时间和位置关系。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（云南天文台）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P182.2

【共引文献】