太阳过渡区和冕底电子密度的研究

摘要

太阳大气过渡区及日冕的电子密度诊断是太阳物理学家长期关注的课题，因为精确的电子密度对于太阳冕洞，宁静区以及活动区的模型建立都有至关重要的作用。精确的电子压力测量对于搞清楚近太阳表面高速太阳风的形成和加速也很重要。本文研究的就是过渡区到日冕底部的太阳不同区域的电子密度和电子压力，以期为日冕加热和太阳风加速的理论研究提供一些观测依据。 本文利用SUMER/SOHO观测的紫外光谱数据和电子密度的谱线对诊断方法，这种方法就是利用对密度敏感的允许谱线和禁止谱线或系统内发射谱线的强度比，假设离子温度和电子温度相同。通过三组谱线对Si Ⅲ(1301.16 A/1296.77A)，O Ⅴ(758.68A/761.13A)，Mg Ⅸ(693.98A/706.02A)的强度比，分别测量和计算了太阳上三个区域—冕洞、宁静区和活动区从低过渡区到日冕底部的电子密度和电子压力。这三组谱线对的电离平衡温度分别为0.05MK，0.25MK和1MK，刚好覆盖了太阳大气从低过渡区到日冕底部的温度。这几组谱线对的强度比是对密度敏感的，且每对谱线分别来自于同一等离子体体系，这样可以提高测量的电子密度精度。 本文得到的主要结论有：(1)冕洞内由Si Ⅲ和O Ⅴ谱线对得到的过渡区的平均电子压力大致相等，宁静区内过渡区的电子压力在多数情况下相近。这一结果表明，在过渡区25万度温度(O Ⅴ的形成温度)以下的区域，冕洞和宁静区的性质差别并不大。但是和活动区的密度差异很大，活动区的电子密度和冕洞和宁静区相比，平均高出一个量级。(2)冕洞内Mg Ⅸ得到的日冕平均电子压力要比平均过渡区电子压力小约5-10倍。也就是说，冕洞内过渡区和冕底存在着一个很大的热压梯度。对于宁静区，冕底电子压力比过渡区小约2-5倍。因此与冕洞相比，宁静太阳过渡区和日冕底部的热压梯度较小。(3)冕洞内Mg Ⅸ谱线对测量的电子压力和以前作者在limb之上7.25-14.5Mm测量的结果完全一致。而日面上Si Ⅲ谱线对测量的电子压力则明显高于在limb之上1.45-4.35Mm测到的电子压力。(4)在活动区的日冕温度下，不同活动区电子密度差异很大，相差可达50倍。但是，在过渡区相同温度下这种差异较小，只有约4倍。甚至可以观测到日冕电子密度比过渡区高的情况。这些结果可能反映了活动区结构的复杂性和随时间的高度演化的特性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1太阳大气分层

1.2磁场网络组织和太阳风起源

1.3太阳大气过渡区和日冕的电子密度研究

1.4本文研究工作

第二章观测仪器和电子密度诊断原理

2.1观测仪器

2.1.1FUV/EUV波段观测的简要回顾

2.1.2 SOHO飞船

2.1.3 SUMER仪器

2.1.4 EIT仪器

2.2电子密度诊断原理和方法

2.2.1诊断原理

2.2.2谱线选择及理论计算

2.3数据处理方法

2.3.1 SUMER数据预处理

2.3.2谱线拟合和误差分析

第三章冕洞的电子密度和电子压力

3.1数据选择与处理

3.2结果与讨论

第四章宁静区的电子密度和电子压力

4.1数据选择和处理

4.2结果与讨论

第五章活动区的电子密度和电子压力

5.1数据选择和处理

5.2结果与讨论

第六章总结

附录

参考文献

致谢