太阳暗条形成和爆发机制

Solar filaments (prominences) is one of the spectacle activities in the Sun. They are one important component of coronal mass ejections (CMEs). However, there is no uniform conclusion on the mechanisms of their formation and eruption. Based on the high resolution data from one-meter new vacuum solar telescope (NVST) in Fuxian Lake observation, supplemented with the data from SDO, IRIS and so on, we will plan to carry out the following two researches. First, how does the formation of solar filaments. In this part, we focus on the evolution of active regions during the formation of solar filaments and try to find out the key factors for solar filament formation. So that we can obtain the new condition for the formation of solar filaments. Second, what is the mechanisms for the eruption of solar filaments. The evolution of electric current, magnetic helicity, magnetic energy will calculated by using the vector magnetograms observed by SDO. Moreover, the data observed by the NVST, GST, SDO, and IRIS will be used to study the evolution of solar filaments, supplemented with three dimension magnetic structure extrapolated by using the non-linear force free field model. The reasons for solar filament eruptions will be probed. The more complete model of solar filament eruptions will be set up according to the observation results.

太阳暗条(日珥)是日面上最壮观的活动体之一，同时暗条还是日冕物质抛射的重要组成部分，但是它到底是怎么形成和爆发的目前还没定论。基于澄江抚仙湖一米新真空望远镜（NVST）高分辨率观测数据，结合SDO，IRIS等空间卫星数据，拟在以下两个方面开展研究：第一，研究太阳暗条的形成机制。这一部分主要通过研究活动区暗条的形成过程中活动区的演化，找出暗条形成的关键因素，对暗条的形成条件有更清晰的认识；第二，研究暗条的爆发机制。运用SDO观测的矢量磁场数据计算活动区演化过程中的物理量（电流、螺度、磁能等）的变化，结合NVST，GST，SDO和IRIS观测的光球，色球、过渡区和日冕数据及运用非线性无力场外推等方法弄清楚三维磁场结构的演化过程，探求引起暗条爆发的因素，根据观测结果构建更加完善的暗条爆发模型。

太阳暗条是太阳大气中非常壮观的一种结构，它是由等离子体和磁场共同组成，悬浮在高温日冕大气中。太阳暗条爆发往往伴随着太阳耀斑和日冕物质抛射的产生，是空间灾害性天气的源头。目前对太阳暗条的物质来源、磁场结构、触发机制等一系列问题还不是很清楚。该项目主要运用云南天文台一米新真空太阳望远镜的高分辨率观测数据，结合多个空间卫星多波段观测数据和利用磁场外推和数值模拟等方法，针对太阳暗条形成和爆发触发机制问题开展研究，取得了一系列原创性科研成果，在Nature Communications, Nature Astronomy, ApJ等国际知名杂志共发表SCI论文25篇。该项目执行期间获得2021年云南省自然科学一等奖。主要研究成果有以下几个方面：1.首次观测到太阳暗条与周围的色球纤维重联过程中有扭缠结构磁岛形成的快速磁重联；2.发现暗条的扭缠磁结构是在暗条爆发过程中形成的；3.发现暗条足跟处低层大气中的喷流可以为暗条提供足够的物质；4.发现新浮现的磁场与暗条自身磁场的重联是导致暗条爆发的关键因素，暗条自身磁场可以和束缚场发生重联；5.暗条爆发可以驱动色球莫顿波和日冕波。这些研究极大推动了对太阳暗条形成和爆发的理解，为更深入研究太阳暗条的精细结构及其内部的物质运动奠定了基础。