应用太阳光球有力场外推研究色球精细结构

We study the relationship between the fine structures and magnetic field in the solar chromosphere by comparing the Hα images and 3D magnetic field reconstructed by our forced field extrapolation method. In order to obtain accurate 3D field in the chromosphere, we select the photospheric vector magnetic field measured by Hinode/SP and SDO/HMI as the boundary data to extrapolation. The reconstructed field are then compared with high spacial and temporal resolution Hα images which are obtained by NVST(Yunnan Observatory) and ONSET(Nanjing University). The comparison will optimize extrapolation parameters which help to calculate more accurate field. Then we analyze the magnetic structure(twisted flux and dip) at the site of filament; investigate the relationship between the field line and the Hα fibril, magnetic topology and Hα plage. The research on this project will contribute to understand the magnetic filed, plasma state in the chromosphere and how the forced photospheric magnetic field affect the chromosphere.

本项目利用自主发展的有力场外推方法对太阳色球磁场进行重构，并结合高分辨率的Hα成像观测分析色球精细结构和色球磁场的关系。为了得到细致的色球三维磁场，我们选用Hinode/SP和SDO/HMI测量的光球矢量磁图作为底面边界进行有力场外推，并将外推结果与云南天文台的NVST和南京大学的ONSET的高时空分辨率的Hα波段成像观测作类比，总结出一套最优化的外推参数组合，得到更加准确的三维磁场。基于外推结果分析暗条处的磁场结构，寻找暗条和磁力线缠绕、凹陷之间的关系；分析磁力线与Hα纤维走向，磁场拓扑结构与谱斑之间的关系。该项目的研究对于理解色球磁场、色球等离子体状态和光球有力场对色球的影响都有重要意义。

由于色球磁场的直接观测反演存在很大困难，因此从更成熟的光球观测出发来外推色球磁场依然是研究色球磁场的重要手段。非线性无力场外推经过数十年的发展已经公认对无力场的计算比较准确，但是对于类似光球色球过渡区这种太阳上的真实情况的计算结果并不十分可靠。其中的一个重要原因就是低层大气的洛伦兹力不可忽略，这直接导致对无力场假设的违背。因此本项目以此入手，利用自主开发的有力场外推方法，研究色球磁场和磁活动，反过来优化有力场外推方法。此项目得到的一些结果有：1.有力场外推在自由能高的区域得到的色球磁场比非线性无力场外推更准确；2.洛伦兹力在1400km一下都对磁场有重要影响；3.有力场外推证实了blowout喷流的本质是小尺度的磁通量管爆发的表现；4.小尺度的磁通量管爆发可能是由于扭缠不稳定性导致的(Tw=1.54pm0.67)。这些结果说明：1.色球的洛伦兹力已经不可忽略，并且影响了磁场的走向，这对色球磁活动有重要影响；2.blowout喷流和大尺度的爆发都和磁通量管的物理性质有重要关系，无本质差别。