太阳黑子矢量磁场的测量及视向电流密度的计算

发布时间：2020-10-31 21:19

　　 众所周知，磁场以各种不同的尺度和强度广泛地分布于宇宙空间之中。与中子星、白矮星等致密天体上高达10~7高斯的磁场相比，太阳表层大气中的磁场则要弱得多。即使在磁场最强的黑子本影区，磁场强度通常也只有2000高斯左右。然而，这些存在于太阳大气中的磁场在各种太阳活动中都扮演着极其重要的角色。偏振光谱的观测和研究是我们了解太阳表面以及遥远天体上磁场的基本方法。自从二十世纪初Zeeman效应被成功地引入到天体物理中以来，来自太阳活动区的偏振信号就一直是我们探索太阳活动物理本质及其活动规律的重要工具。 本论文的工作集中于处理大量的偏振光谱资料来反演太阳黑子区的矢量磁场。在Landi Delg' Innocenti形式解的基础上，我们将吸收矩阵对角化，从而建立了一种用来反演黑子区矢量磁场的模型。利用该模型拟合大量的来自太阳黑子区域的Stokes光谱轮廓，从而反演出活动区内矢量磁场的分布图。 太阳Stokes光谱望远镜是一台能够同时获取磁敏谱线的四个Stokes轮廓的光谱型望远镜。在第一章中的开始部分，我们简述了太阳黑子的观测特征以及太阳黑子矢量磁场测量的重要意义，然后介绍了测量太阳黑子矢量磁场的测量原理以及测量仪器中必需的光学元件，最后详细地介绍了太阳Stokes光谱望远镜的结构及特点、观测数据的解调方法、误差的成因及降低误差的方法。 第二章详细地介绍了太阳黑子矢量磁场的测量原理。首先介绍了研究恒星大气物理状态的基本工具——非偏振辐射转移方程。然后将它广义化，从而得到测量太阳活动区矢量磁场的偏振辐射转移方程。接着就介绍偏振辐射转移方程的几种解法，着重推导了形式解的对角化运算矩阵，从而得到了Stokes光谱轮廓在恒星大气中传播时的演化关系。利用该演化关系，我们讨论了Stokes轮廓与矢量磁场的关系。 第三章详细介绍了我们就测量太阳黑子矢量磁场所展开的研究工作。应用偏振辐射转移方程的形式解，具体地分析了活动区AR10507以及AR10330的偏
【学位单位】：中国科学院研究生院（云南天文台）
【学位级别】：博士
【学位年份】：2006
【中图分类】：P182.41
【部分图文】：

4扫描了34步。除此之外，为了尽可能地消除仪器不完美性引起的误差以及确定活动区的绝对光强，还在观测期间进行了偏振暗场(如图3.3)、偏振平场(如图3.4)以及普通平场(如图3.5)的观测。为了尽可能地降低误差的影响，比较精确地确定活动区光谱资料的绝对强度，我们对这些数据需要进行如下的处理:(1)暗场处理由于望远镜的设计不可能达到完美的程度，因此由望远镜观测得到的信号总会包含一部分由仪器本身的缺陷所形成的一个伪信号。这个伪信号与观测的客体没有关系，而只是由望远镜本身的光路系统漏光以及感光的CCD元件的各区域感光灵敏性差异等所造成的。这个伪信号与望远镜所处环境的温度、湿度都有一定的关系，因此在不同时期的观测都需要作相应的暗场观测，以便于排除该伪信号对测量对象的影响。暗场观测就是将望远镜与外部光源隔离后获取CCD上的固有信号l贯。在对客体观测时，该信号依然叠加在观测的结果I贫上。实际来自活动体的信号l犷应该是这二者之差，即有I犷二对一蜡(3.1)对于活动体的

扫描了34步。除此之外，为了尽可能地消除仪器不完美性引起的误差以及确定活动区的绝对光强，还在观测期间进行了偏振暗场(如图3.3)、偏振平场(如图3.4)以及普通平场(如图3.5)的观测。为了尽可能地降低误差的影响，比较精确地确定活动区光谱资料的绝对强度，我们对这些数据需要进行如下的处理:(1)暗场处理由于望远镜的设计不可能达到完美的程度，因此由望远镜观测得到的信号总会包含一部分由仪器本身的缺陷所形成的一个伪信号。这个伪信号与观测的客体没有关系，而只是由望远镜本身的光路系统漏光以及感光的CCD元件的各区域感光灵敏性差异等所造成的。这个伪信号与望远镜所处环境的温度、湿度都有一定的关系，因此在不同时期的观测都需要作相应的暗场观测，以便于排除该伪信号对测量对象的影响。暗场观测就是将望远镜与外部光源隔离后获取CCD上的固有信号l贯。在对客体观测时，该信号依然叠加在观测的结果I贫上。实际来自活动体的信号l犷应该是这二者之差，即有I犷二对一蜡(3.1)对于活动体的光谱图像、普通平场和?

扫描了34步。除此之外，为了尽可能地消除仪器不完美性引起的误差以及确定活动区的绝对光强，还在观测期间进行了偏振暗场(如图3.3)、偏振平场(如图3.4)以及普通平场(如图3.5)的观测。为了尽可能地降低误差的影响，比较精确地确定活动区光谱资料的绝对强度，我们对这些数据需要进行如下的处理:(1)暗场处理由于望远镜的设计不可能达到完美的程度，因此由望远镜观测得到的信号总会包含一部分由仪器本身的缺陷所形成的一个伪信号。这个伪信号与观测的客体没有关系，而只是由望远镜本身的光路系统漏光以及感光的CCD元件的各区域感光灵敏性差异等所造成的。这个伪信号与望远镜所处环境的温度、湿度都有一定的关系，因此在不同时期的观测都需要作相应的暗场观测，以便于排除该伪信号对测量对象的影响。暗场观测就是将望远镜与外部光源隔离后获取CCD上的固有信号l贯。在对客体观测时，该信号依然叠加在观测的结果I贫上。实际来自活动体的信号l犷应该是这二者之差，即有I犷二对一蜡(3.1)对于活动体的光谱图像、普通平场和偏振平场都需要作暗场处
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本文编号：2864524