日冕磁场的射电诊断

日冕磁场的测量是太阳物理发展所必须解决的关键性问题之一，射电诊断则是解决该问题的一种途径。基于国内外研究现状和申请人近年来的系列工作，存在三个需要解决的问题：1）如何同时诊断日冕磁场、非热电子的低能截止和谱指数，为此要用严格的回旋同步辐射理论，同时还要具有足够高的频率分辨的微波观测手段；2）对日冕磁场的成像观测而言，一些敏感参数（如峰值频率和辐射谱指数）需要多频率的成像观测，这要寄希望于我国正在研制的射电频谱日像仪，目前可从理论上探讨这些参数的影响；3）日冕磁场的演化和太阳耀斑、日冕物质抛射及其他活动现象的关系目前仅有若干个例的研究，还要从更多的观测来发现更有说服力的证据和规律。本项目在致力于解决上述问题的同时，还将尝试把日冕磁场的射电诊断和光球磁场的外推进行比较，进而完善用射电方法诊断日冕磁场的软件。

本项目利用回旋同步辐射理论和野边山日像仪观测的微波爆发，首先发现和解释频谱演化除了熟知的软硬软和软硬硬之外具有硬软硬的新规律；继而对微波爆发源磁场的大小和方向进行计算，发现磁场的横向分量具有较强的脉冲式的变化，纵向磁场的变化相对较弱而且位相相反，可解释耀斑环先收缩后膨胀的结果，非热电子密度的变化则与横向磁场同步，可理解为等离子体切割磁力线产生的电子加速过程；首次把日冕磁场的射电诊断和光球外推进行比较，两种方法得到的磁场大小和位形及其在爆发期间的快速变化具有一定的可比性，区别在于射电诊断的磁场变化更为强烈，与耀斑能量释放的关系更为密切；进一步发现微波爆发峰值流量的幂律谱指数随频率增加而变小，表明低频（分米波）耀斑发生率较高，而且满足幂律分布的事件数随频率增加而增加，可用光学厚度随频率增加而减少，和光学薄辐射与耀斑能量释放有较好的对应关系来解释。本项目还对日冕磁场诊断的新方法以及如何实现我国即将建成的多频日像仪的科学目标进行了探讨。