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暗条(日珥)是嵌在高温日冕中的冷密物质。作为太阳表面的特征现象,对暗条的深入研究对理解太阳上的等离子物理过程以及相关的太阳活动现象都有着重要的意义。
暗条从结构上可以分为主干和barbs,主干是暗条的长轴部分,而barbs从主干的一侧伸出,向下延伸一直连接到色球,被认为是连接主干与色球的纽带。barbs的研究,对于理解暗条的形成、物质支撑乃至爆发都有着重要的意义。为了弄清barbs在暗条中如何形成以及如何联系色球与暗条主干,我们用来自THEMIS的高分辨资料,分别分析了一个宁静暗条和一个活动区暗条,考察了barbs足点处的速度和磁场,并结合现有的一些理论作了相关讨论。
本文的第一部分(第一章)概述了暗条的观测与理论研究,总结了暗条上的一些观测特征;给出了诸如温度、密度、电离度、物质运动以及磁场等基本物理参数,接着讨论了暗条所处的等离子环境,总结出:暗条总是位于光球磁场的中性线上、色球通道与上方的冕环结构对于暗条的形成是必需的,磁极的会聚运动与磁对消的发生在暗条的形成中扮演着重要的角色;观测上的手征现象,把暗条与其他一些相关的太阳活动特征现象很好的联系在一起,所以为了理解暗条所处的大尺度磁环境,我们介绍了手征的认证;在总结了暗条的这些观测特征基础之上,我们还回顾了一些理论方面的研究,对于暗条的形成,分别介绍了物质来源于日冕的凝聚模型与物质来源于色球的虹吸模型,而对于暗条物质的支撑,则介绍了经典的KS模型和KR模型,讨论了磁坑在支撑暗条物质中的作用。
鉴于空间天气研究的蓬勃发展,我们在第二章介绍了暗条爆发以及相关的太阳活动现象。着重讨论了暗条爆发与各种相关太阳活动现像之间的关联,对于CME的研究进展进行了综述,总结出:耀斑的扰动可以导致暗条的震荡或是爆发,而活动区暗条的爆发往往产生双带耀斑;观测上的统计结果显示,暗条爆发与CMEs有很好的相关性,暗条可能是CME的源头;CME的爆发前兆sigmoid与暗条在空间位置上是重叠的。种种迹象表明,暗条与其他的相关事件,可能是同一磁场结构下的不同现象。所以加强对暗条的研究,对于空间天气有着重要的指导意义。
第三章到第五章给出了我们在暗条barbs足点的资料分析和理论探讨方面进行的相关工作,第三章的主要工作是利用来自于THEMIS/MSDP的高空间分辨率资料(0.2″每像素)研究了一个宁静暗条,分辨出暗条的barabs和足点,对于足点的速度场和磁场进行了考察,发现barbs足点磁场很弱,并且有很大的运动速度;鉴于活动区暗条与宁静暗条存在着一些特征上的差异,所以我们又在第四章研究一个活动区暗条,资料来自THEMIS/MTR,在高色散分辨率和空间分辨率的偏振资料基础上,讨论了barbs足点的速度场和磁场,结果显示活动区的暗条足点与宁静暗条足点并没有太大差别,第五章总结了上述两个工作的主要结论:
①barbs足点总是终止于光球视向磁场很弱的地区,这一区域通常为寄生极与主导极接近的地方,这似乎显示barbs的物质是由磁坑支撑的,而寄生极在磁坑的形成过程中起到了关键作用;
②barbs足点处有着显著的物质流动,在不同的足点处,同时存在着从色球流向主干与从主干流向色球的速度,这很可能是寄生极向主导极的磁场汇聚运动和磁对消所引起的。