太阳黑子振荡观测研究

In this proposal, we would like to observe oscillations in sunspots with modern high spatial resolution and high cadence instruments. We attempt to study some open questions related to sunspot oscillations. For example, what is the nature of umbral (3-min) oscillations? What is the nature of (5-min) running penumbral waves? How and where are they excited? Is there a connection between umbral oscillations and running penumbral waves? Are there fluctuations in the strength and orientation of the magnetic field? Recently, Sych & Nakariakov (2014) and Su et al. (2016) found that umbral wavefronts propagated with an evolving 1-3 armed spiral that rotated anti-clockwise/clockwise. Then, what is the connection between umbral and penumbral waves? Some of all these questions are our research objectives of this proposal.

太阳黑子振荡，虽然已经研究了近60年，但是真正解决的问题并不多，所以许多问题直到现在也一直争论不休。比如几个典型的老问题：（1）黑子3分钟振荡（或者本影闪烁）的本质是什么？（2）黑子5分钟周期的半影行波的本质是什么？（3）这些振荡在什么地方产生的（光球或者光球以下还是在色球）？是怎么被激发的？（4）本影3分钟振荡与半影5分钟振荡有什么联系？是否有共同起源？（5）伴随这些振荡，黑子磁场与方向是否也有类似的振荡？ 近期地面、空间高分辨率观测仪器的投入使用，又发现伴随着本影振荡也会有本影行波传播，更令人惊讶的是其波前有类似于银河系一样的旋臂结构。那么我们自然会问，本影行波与半影行波是否有关联？如果有关系，为什么它们的周期不一样？本项目将关注其中的几个问题 作为研究对象，在此基础上拟进一步探索黑子振荡对色球、日冕加热的贡献。

太阳黑子振荡已经研究了近60年，但许多问题也一直争论不休。比如（1）黑子3分钟振荡（或者本影闪烁）的本质是什么？（2）黑子5分钟周期的半影行波的本质是什么？（3）本影3分钟振荡驱动半影5分钟行波，为什么它们周期不一样？近期地面、空间高分辨率观测仪器的投入使用，发现其波前有类似于银河系一样的旋臂精细结构，黑子振荡又极大的激发了人们研究兴趣。 本项目主要研究内容包括：本影振荡起源问题，本影振荡与半影行波周期不匹配问题，黑子振荡与黑子喷流之间的关系，黑子亮桥上的喷流与黑子振荡的关系，本影波前旋臂结构物理起源等问题。我们研究取得了几个方面的重要结果：（1）发现一个完整的半影行波波前可能由两次本影振荡波前演化组成，也就是两次本影振荡驱动一次半影行波，而不是从前认为的一次本影振荡驱动一次半影行波；（2）本影振荡驱动半影行波，而半影行波也可能驱动本影振荡；（3）振荡周期随着半影纤维的长度增加而增加，并且沿着半影纤维的物质流动速度也略有增加；（4）我们确认亮桥上发生帘状冲浪时，并且周期性不明显，它们一般与黑子本影振荡没有关系，是亮桥上的磁场重联造成；（5）我们给出了完整的诊断黑子振荡模式波矢与频率−图像，它既包括磁流管扭转，也包括=− 的波模式。综上，我们的研究结果澄清了许多黑子振荡的本质的问题。