太阳活动的高分辨率观测与研究

During the past twenty years, we have made a significant progress in understanding the physics of activities. Ground and space based high resolution observations has accumulated huge amount of high quality data. These data will unavoidably leads to important discoveries and new concept in solar physics. We cannot afford missing this historical moment. We are applying for a major support enabling me gathering my research group to study fine structures of solar activities, especially small scale solar magnetic activities based on observations made by world leading facilities like NST and SDO. We will make progress in following research topics: 1) small-scale magnetic photospheric activities and their roles in corona heating; 2) small-scale photospheric magnetic activities and their role in the formation and final eruption of filament(flux rope); 3) the evolution of local energy distribution and its impact on the evolution of whole active region; 4) triggering mechanisms of magnetic reconnection by motion of photosphere.

在过去的约20年间，国际太阳物理界已经在理解太阳活动方面取得了长足的进步。地面和空间的对太阳高时空谱分辨率的观测积累了大量的优质观测资料， 这些优质观测资料将不可避免地导致重要的观测发现和新的理论概念的产生，在太阳活动过程中的能量积累和触发这一未知物理过程方面取得突破性进展。本项目拟申请重点支持，凝聚研究力量，利用国际领先的观测设备的观测，主要是NST、NVST和SDO等，深入研究太阳活动尤其是小尺度活动过程中的时空谱的精细结构，在以下科学目标方面取得重要进展：1) 光球小尺度磁场活动及其对上层大气能量的贡献, 2) 光球小尺度磁场活动对暗条(磁绳)形成、震荡和爆发过程的影响, 3) 太阳大气中的局部能量分布的演化对整个活动区能量演化的影响, 4) 光球运动对磁场重联的触发作用。

随着大熊湖天文台1.6米口径的古迪太阳望远镜(NST)和我国的云南天文台一米新真空望远镜(NVST)的建成，太阳物理的研究已经进入了高分辨率观测时代，其中的关键科学问题有望取得重大进展。在上一个重点基金“高时空谱分辨率条件下的太阳大气中的重联过程多波段联合研究”中，我们曾利用高分辨率观测得到了太阳在10830波段的新面孔，探测到了“日冕加热”源区的重要信息，同时，在其他方面也取得了很大的进展，并产生了进一步的科学目标，本项目基本延续上一个重点基金所确定的新的科学目标。..在执行的五年时间里，我们利用如上所述的国际领先的望远镜进行观测, 包括SDO、IRIS等太阳卫星, 严格按照本项目的《计划任务书》中所设定的研究方向，紧扣“高分辨率观测”和“太阳活动”这两个关键词和“人才培养”这一重要主题，在小的空间尺度上(部分达到亚角秒水平)深入研究了太阳活动，共发表了48篇(标有本项目资助的)审稿论文，完成了《计划任务书》中所设定的研究目标, 在“日冕加热”，"耀斑磁场重联的触发过程"，"高能粒子的传播特性"，"磁场重联的位形和地点"，"光球小尺度磁场活动对爆发过程的影响"等方面取得了重要进展。本项目的成果指出了高分辨率和高偏振测量精度的光球磁场观测对于最终解决日冕加热和太阳活动的物理机制等问题是至关重要的，我们下一代望远镜的观测目标是必须具有有效分辨0.1个角秒的能力，这些成果为我国未来8米口径CGST提供了关键的依据，对推动CGST的立项起到了至关重要的作用。