太阳色球与过渡区中磁环及其活动现象的观测研究

As one of the fundamental structures of the solar chromosphere and transition region, magnetic loops and their activities are associated with flux emergence, rearrangement and heating of magnetic structures and some eruptive phenomena in the solar atmosphere. They are crucial in understanding how the mass and energy transport in the chromosphere and transition region. In this proposal, we focus on magnetic loops and their activities in the chromosphere and transition region. We will investigate these phenomena with coordinated observations taken with the Chinese 1-m New Vacuum Solar Telescope (NVST), SDO and IRIS. We will study the interaction between multi-thermal magnetic-loops and its consequent phenomena. Based on these observations, we will investigate their physical processes through numerical modeling. Our studies are aiming to improve our understanding to the mass and energy supplement to the chromosphere and transition region.

磁环是太阳色球与过渡区的基本组成单元之一，其活动与磁流浮现、各类磁结构的重组与加热、以及IRIS bombs等爆发现象有密切关联。本项目拟利用我国自主研制的1米新真空太阳望远镜及太阳观测卫星(SDO和IRIS)开展联合观测，深入探讨色球及过渡区中磁环的动力学特性，进而研究磁环间、磁环与其它太阳大气磁结构间的相互作用、以及由此衍生的活动现象，细致分析这些现象的成像及光谱学特征，力图理清磁环活动发生与发展的物理过程，深入探索磁环活动与IRIS bombs等太阳大气能量释放事件之间的物理关联，进而开展观测约束的数值模拟研究以探讨磁环活动现象的内秉机制。项目的开展将有助于揭示由光球直至日冕的耦合太阳大气闭合磁环系统中的物质循环过程，也将有助于定量理解太阳色球与过渡区加热所需能量的输运与耗散机制。

在项目的支持下，聚焦于磁环这一太阳色球过渡区中重要的磁结构，利用中国科学院云南天文台的1米新真空望远镜以及国内外空间卫星的观测数据，结合数值模拟手段，对不同温度下磁结构之间相互作用及其伴生的各种活动现象开展了深入的研究。在项目支持下，发表研究论文11篇。通过对磁浮现区上方过渡区环的观测，我们发现过渡区环在膨胀过程中其内部之间以及其与背景场的相互作用是环结构演化进入更高温阶段的重要物理过程。通过统计分析了过渡区冷环联合足点处的紫外爆发事件的物理性质，我们发现不同位置上的多环联合足点处形成的小尺度爆发事件的性质差异较大，表明其等离子体环境差异也很大。利用数值计算证实了腊肠模是耀斑环中周期在数秒到数十秒准周期脉动的重要产生机制之一，为准确证认腊肠模提供了更为详尽的判据。我们还从观测上证明暗条细丝足点附近的色球扰动可以驱动色球物质对暗条的填充。此外，我们还发现了环的远端加热对沿环物质流动的阻碍机制。通过以上研究，我们更好认识了色球过渡区磁环、磁环活动及其在太阳大气能量和物质输运系统中的贡献,为日冕加热和物质供应的机制研究提供重要的观测线索。