YNAO OpenIR  > 太阳物理研究组
太阳低层大气亮点的研究
其他题名Studies of Bright Points in Lower Solar Atmosphere
刘艳霄
学位类型博士
导师林隽
2018-07-01
学位授予单位中国科学院大学
学位授予地点北京
学位专业天体物理
关键词光球亮点 色球亮点 磁通量管 高分辨观测
摘要本学位论文包含两个工作。第一个工作中,我们首先开发一个新的识别和跟踪光球亮点并将其分类为孤立亮点和非孤立亮点的算法。NVST 所处环境具有非常优良和稳定的视宁度,这允许我们在一个比较稳定的视宁度环境中进行长时间、不间断地观测。NVST 优质的观测条件让我们能够观测到两种演化类型的亮点:孤立亮点和非孤立亮点。孤立亮点是那些在寿命演化中没有发生过分裂和融合的亮点,而非孤立亮点则是那些发生过至少一次分裂或者融合的亮点。NVST的长时间高分辨的观测使得孤立亮点的很多演化特征都能够得到比较完整的考察。比如亮点的亮度会出现不同程度的起伏。在连续观测时间的情况下,我们就可以避免某一时刻因为亮点亮度下降得比较厉害而将其误判为消失的情况。在这个工作中,我们分析了活动区附近的一个区域并一共识别了2010个亮点,其中35%的亮点为非孤立亮点而剩余的65%为孤立亮点。我们进一步研究了光球(孤立和非孤立)亮点在不同平均背景磁场强度下的寿命、面积、亮度的分布特征。结果表明,孤立亮点和非孤立亮点的面积和亮度均不受背景磁场强弱的影响;而在背景磁场强的区域,光球亮点(孤立和非孤立)的平均寿命短于那些在背景磁场弱的区域中的亮点。同时,在背景磁场强的区域,光球亮点的数密度和面积覆盖率均高于背景磁场弱的区域中的亮点的相应参数。在第一个工作的基础上我们进一步开发了一个同时识别和跟踪光球亮点和色球亮点并将其进行配对的算法并对光球亮点和色球亮点的观测表现进行了研究。对光球亮点和色球亮点的配对研究可以帮助我们深入研究它们所示踪的磁通量管。更进一步,可以帮助研究光球和色球之间的磁连接性以及考察能量传输过程中,磁通量管的观测表现(比如形变)及其对日冕和色球加热模型构建提供重要的观测限制。我们首先研究了光球亮点和色球亮点的寿命分布并发现光球亮点和色球亮点的寿命呈正相关。其次,我们对光球亮点和色球亮点在出现时间,消失时间,和寿命之间的差别进行了研究。结果发现这三个量都服从高斯分布。于是,我们得出一个结论,即光球亮点和色球亮点的产生机制并不相同,也并不相互影响,但是它们的出现时间,消失时间和寿命长短均受它们所在的同一个磁通量管的相应特征的影响。更进一步,该工作对磁通量管倾斜导致从光球到色球的水平偏移量以及从光球到色球之间发生的扰动位移进行了研究。最后发现磁通量管倾斜的水平偏移量服从高斯分布。这说明磁通量管的倾斜度是随机的,完全受周围环境的影响。而磁通量管从光球层到色球层的横向振荡位移则服从指数衰减分布。通过这个工作,我们认为磁通量管连接着光球和色球,其中随时会有MHD波从光球传到色球。我们进一步推测我们得到的磁通量管的扰动是由于波的传输导致磁通量管的形变而产生的。MHD波在传播的过程中会有一部分能量以次级扰动的形式泄漏到磁通量管外面并被迅速耗散。而其直接后果就是磁通量管周围的等离子体在MHD波沿着磁通量管从光球往色球传播的同时就被加热了。
其他摘要There are two parts of work included in this thesis. In the first one, we developed anovel method of identifying and tracking both the isolated and the non-isolated BPs in thephotosphere. The isolated (non-isolated) BPs are those that did not (did) experience eithersplitting or merging in their lifetimes. With the new method, we totally identified 2010 BPs.Among them 35% are non-isolated, and the rest are isolated. We mainly studied basic properties(such as the lifetime, area and intensity) of the isolated and the non-isolated BPs in di erentbackground magnetic field regions. The results show that the area and intensity of both theisolated and the non-isolated BPs are independent of the background magnetic field. However,the lifetime are shorter in the regions of stronger background magnetic field and are longerin the regions of weaker background magnetic field. The number density and area coverageof BPs are higher in the stronger background magnetic field regions than those in the weakerbackground magnetic field regions.Based on the first work, we further developed a method of identifying and tracking boththe photospheric bright points (PBPs) and the chromospheric bright points (CBPs), as well aspairing them. We identified, tracked and paired 278 BPs. And then, we found that the lifetimesof PBPs and CBPs are positive correlated with coe cient of 0.8. We further analyzed thedi erence in appearance time, disappearance time, and lifetime of these BP pairs. These threeparameters are all follow the Gaussian distribution. We conclude here that the formation anddisintegration mechanisms of PBPs and CBPs are di erent. However, both the formation anddisintegration of PBPs and CBPs are based on the formation and disintegration of flux tubesthey are located in. Therefore, this is probably the reason that lifetimes of the PBP and theCBP have positive correlation. We further calculated the horizontal displacement between thePBP and the CBP at the same observation time.The displacement follow Gaussian distribution.We also calculated the turbulence displacement of the flux tubes and found that it followsexponential decrease distribution as the turbulence displacement increase. Such turbulencedisplacement might be caused by the propagation of the MHD waves along the flux tubes.
学科领域天文学 ; 太阳与太阳系 ; 太阳物理学
学科门类理学 ; 理学::天文学
页数101
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25420
专题太阳物理研究组
作者单位中国科学院云南天文台
第一作者单位中国科学院云南天文台
推荐引用方式
GB/T 7714
刘艳霄. 太阳低层大气亮点的研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2018.
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