太阳耀斑非热电子动力学过程研究

太阳耀斑爆发过程中，大量电子在短时间内被加速到非热状态，这些非热电子在太阳大气中经历了包括注入、沉降、俘获以及能量耗散等动力学过程，并且产生了一系列爆发现象。通过分析各种爆发现象的辐射特征及机制，不仅能够反演非热电子的动力学过程，研究非热电子动力学特征，还可以通过分析影响非热电子输运的各种因素来研究爆发过程中磁场、太阳大气等离子体参数的分布和演化。本项目拟利用"俘获+沉降"模型，结合射电和硬X射线爆发的观测信息-流量、谱及成像数据等，分析太阳耀斑爆发过程中，非热电子的能量、空间分布及演化，通过研究初始沉降率、逃逸率等参数的分布和演化，研究耀斑活动区磁场、太阳大气等离子体参数的分布和演化；通过研究包含在射电爆发中的射电精细结构辐射，尝试挖掘其包含的有关电子加速、注入、俘获、逃逸等诊断信息，研究射电精细结构辐射对非热电子输运的影响，更全面细致地理解非热电子的动力学过程。

太阳耀斑过程中，被加速的电子将经历注入、俘获、沉降、散射等动力学过程，并产生丰富的爆发现象。分析这些爆发的辐射特征，有助于我们研究非热电子动力学过程，探索太阳大气中各种动力学过程的内在联系，理解太阳活动的本质。我们利用太阳耀斑非热电子“俘获+沉降”模型框架，结合射电、硬X射线辐射机制和观测特征，首次得到了耀斑衰减相俘获电子逃逸率的数值解，能够从观测数据直接计算逃逸率随时间、能量的分布；事例分析发现，逃逸率在衰减相不断增加、不同投射角散射机制作用于不同能量的非热电子、耀斑不同阶段不同投射角散射机制起主导作用等特征，这些结果为色球蒸发、等离子体波-粒相互作用等过程提供了新的观测依据；通过分析太阳射电频谱精细结构特征，为非热电子动力学研究提供了电子能量、辐射源磁场、等离子体密度、运动等信息；研究了太阳耀斑非热辐射准周期振荡的多波段特征，描述了振荡的空间分布，甄别了耀斑环的振荡机制及可能的触发机制，发现了太阳大气各种动力学过程的内在联系；另外，完成了太阳网络磁场胞元和太阳风电流片的统计研究。在执行本基金期间，共计发表文章8篇,完成博士毕业论文2篇。项目负责人黄静于2014年8月获得了第31届国际无线电科学（联盟）大会（URSI）“青年科学家奖”。