太阳射电爆发纤维精细结构的观测与理论研究

摘要

作者在调研国内外太阳射电爆发研究的基础上,分析国家天文台射电望远镜观测到的Bastille事件的射电爆发资料.对叠加于太阳射电Ⅳ型爆发上的精细结构,作出了观测特征分析,发现大多数纤维结构的观测特征在米波段和分米波段是相似的,由此提出它们可能源于相似的辐射机制,并采用磁镜环模型,首次对分米波段的纤维结构进行分析计算,推算了纤维辐射源区磁场强度大小及辐射源的空间尺度,且相关物理参量的推算量级与其他人的研究工作结果是一致的,从而对该爆发源区的物理环境及过程有了进一步深入的认识.该论文首先概述了太阳活动、太阳射电研究历史及现状、射电辐射理论等相关背景知识;其次,详细处理、分析和描述了Bastille事件的射电观测资料,统计分析其典型的观测特征;再次,阐述了与模型相关的基础理论,包括磁流管特性、磁场重联、等离子体波及波—波相互作用等;然后,针对Bastille事件的射电纤维精细结构,详细分析了在其辐射源区可能发生的等离子体加速过程,以及不稳定性导致的孤波,并对磁场强度及辐射源的空间尺度等进行了估算,结果与其他理论预期相吻合;最后,对该研究结果进行了总结和讨论.

目录

文摘

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第1章绪论

1.1太阳物理概述

1.1.1研究太阳的意义

1.1.2太阳的结构

1.1.3太阳的活动

1.1.4太阳辐射

1.2太阳射电研究

1.2.1发展历史

1.2.2内容概述

1.2.3太阳射电研究的现状

1.3射电辐射基本理论

1.3.1射电辐射的产生

1.3.2射电辐射的传播

第2章射电纤维精细结构的观测

2.1观测设备

2.1.1 1.0-2.0 GHz太阳射电频谱仪

2.1.2 2.6-3.8 GHz太阳射电频谱仪

2.1.3 5.2-7.6 GHz太阳射电频谱仪

2.2观测资料

2.2.1观测统计概况

2.2.2具体观测事件

2.3射电爆发中纤维结构的观测特征

2.3.1纤维结构的观测资料

2.3.2纤维结构的特征分析

第3章理论模型的等离子体物理基础

3.1磁流管

3.2无力场中的细磁流管

3.3磁流管扭绞

3.4磁场重联

3.5耀斑磁场模型

3.6等离子体中的波动

3.6.1热压力与静电力耦合

3.6.2静电力与洛仑兹力相耦合

3.7太阳等离子体中的主要波动模式(线性波)

3.7.1声波

3.7.2重力波

3.7.3 Alfven波

3.7.4等离子体振动

3.8非线性波

3.9带电粒子加速机制

3.9.1电场加速

3.9.2等离子体湍流加速

3.9.3激波加速

3.9.4 Fermi加速

3.10耀斑能量释放过程

3.10.1单一磁环扭绞破裂

3.10.2倒Y型磁场

第4章理论模型与参量估算

4.1理论模型

4.1.1孤子理论

4.1.2磁场位形及纤维辐射源的形成

4.2参量估算

4.2.1辐射源局部的磁场强度

4.2.2单个射电纤维源的孤子数和体积

4.2.3啸声孤子管道参数

第5章结果与讨论

5.1结论

5.2讨论

致谢

参考文献

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