天体物理中(磁)流体的模型发展和侦测应用-木星辐射带活动、恒星形成综合分析、自引力下的汇聚激波

In reference to oncoming major international spacecraft (X-ray, EUV) and ground telescope (radio, IR, including our Australian ATCA observing program) observational campaign for jointly monitoring Jupiter's inner radiation belt (IRB) and magnetospheric quasi-periodic activities and their correlations with the solar wind variations as well as the PI's expertise over more than two decades on pertinent theories and observational research, this proposed project is intended to work independently and collaboratively for further investigating the underlying physics of Jupiter IRB activities. Based on solid physical model development and relevant observational results as well as telescope receiver installations (including those at Delingha, NanShan, YaBaJing etc. and international facilities such as Arecibo, ALMA etc.), we shall make headways in the comprehensive research on self-gravity induced collapse of molecular cloud core for protostar formation (also including brown dwarfs and gaseous planets), dynamic evolution of magnetized cloud and interstellar medium, dynmaic evolution of sufficient energy containing cavities or bubbles. Based on rich and diverse theoretical research experience on MHD and HD, we shall selectively open up basic problem research in astrophysics such as magnetic field and MHD configurations, ejections of magnetized materials under gravity field, dynamic interactions between central black holes and magnetized gas media, general polytropic HD and MHD semi-analytic and numerical solution constructions, and Guderley type converging shocks in HD and MHD for implosion processes.

鉴于即将展开的空间卫星（X射线、极紫外）和地面望远镜（射电、红外、包括我们的澳大利亚ATCA观测项目）联合监测木星内辐射带和磁层准周期活动及与太阳风变化关联性和项目负责人二十多年的相关理论及观测研究，本面上项目兼以独立和合作方式深入研究木星内辐射带活动物理。基于坚实的物理模型发展和相关观测结果及望远镜使用进展（包括德令哈、南山、羊八井及国际望远镜如Arecibo和ALMA等），我们将积极全方位开展云核引力塌缩致（原）恒星（包括褐矮星和气体行星）之形成、磁化星云及星际间物质之动力学演化、含充分能量的空穴或气泡之动力学演化、流体及磁流体激波等的综合研究。根据丰富的（磁）流体理论研究经验，我们将有选择地开拓天体物理中应用广泛的磁场和磁流体运动结构问题、引力场中磁流体物质抛射、黑洞与磁化介质动力学作用、新颖的广义多方（磁）流体解的半解析及数值构造、自引力作用下的（磁）流体中的汇聚激波内爆问题。

几年来，我们在天体物理流体和磁流体的若干模型发展方面承前启后，在先前的研究工作基础上不断推进，同时开拓新的模型研究方向。. 我们在国内外学术会议多次介绍木星内辐射带和极区准周期40分钟活动现象和理论分析并进行广泛学术交流，申请望远镜观测时间，推动和参加国际木星联测。我们也注意到土星有非常类似的准周期60分钟活动现象，也同样可以用适当调整的土星辐射带震荡模型来解释。这对了解系外行星和褐矮星很有意义。. 于此同时，我们应邀多次参加中国深空探测规划论证会，推动国际合作，建议包括将中国的VLBI延伸到南海、结合FAST辅助建造主动雷达探测近球的小行星和陨石等。就探测木星的科学目标，我们的建议包括两项：（1）相关仪器载荷用以综合探测木星内辐射带和极区准周期40分钟活动现象（参照Ulysses卫星载荷）,明确物理图像和机制;(2)相关仪器载荷用以探测木星各种可能的震荡模式，进而探测木星内部结构和动力演化。. 在恒星形成方面，我们提出了新颖的多方动力塌缩物理模型，其物质吸积率的变化可以非常合理地解释了一个长期悬而未决的疑难，即所谓的“光度度问题”。我们用含有径向惯性力的Lane-Emden方程的流体动力学模型来拟合冷暗云核Barnard 68的综合观测数据。.我们实质性地开拓了流体和磁流体长物质束条动力演化的模型研究，分别指出前人两项错误。理论应用不局限于恒星形成，可自然延伸到宇宙学尺度。我们预言了各种尺度上，类似物质系统可成串链形成，如恒星链、星系链等等。. 我们实质性地推进着多方流体系统的汇聚激波研究。.在国内外学术会议和科普介绍绝超质量黑洞的理论解释和预言的同时，我们在不断深化相关研究，探讨各种物理可能性（包括如引力波暴、电磁波暴、超高能宇宙粒子加速、暗物质黑洞和混合物质黑洞等）以及用现有的和未来的望远镜的观测前景。我们也探讨大质量恒星核塌缩形成若干到几十个乃至上百个太阳质量黑洞的可能性。. 我们开拓研究多方物质球的引力透镜效应，包括黑洞对电磁波和引力波的引力透镜效应。. 通过前沿科研，我们成功训练了若干高中生、本科生、硕士生和博士生。