太阳日冕环中光强周期性振荡现象的研究

Quasi-periodic oscillations, with periods of several seconds to tens of minutes, have been found in coronal loops and plumes by mainly measuring the Doppler shift and intensity fluctuations of EUV lines. Their oscillating magnitudes count for 1-5% of background missions and propagating velcities are up to 50-200 km/s. Due to the propagating velocity being roughly close to acoustic speed in coronal loop, and periodic brightness variation in EUV observations, they are generally expained as slow-mode magneto-acoustic waves propagating along coronal loops or plumes. In recent,however, many other people believe in that they are plasma outflows along coronal loops modulated by some quasi-periodic mechanisms, such as magnetic reconnections. In this project, we attempt to discover their physical nature by studing the observational features in spectral and imaging observations of Hinode and SDO launched recently.

在太阳极区冕羽、活动区边界、谱斑区日冕环中，人们经常观测到周期是几秒到几十分钟的光强周期性振荡变化，变化幅度为平均背景光强的1-5%，传播速度是50-200 km/s。而使用远紫外光谱观测，还发现光强振荡与多普勒速度振荡同步或者有固定位相差。这些周期性光强振荡变化一般被解释为慢磁声波沿磁力线的传播。但是近来另外一种反对观点出现，认为沿着冕环光强周期性振荡变化是等离子体的外流现象。本课题拟从分析磁流体力学（MHD）波的基本模式和波的基本特征入手，使用日本Hinode卫星远紫外光谱和成像观测、美国SDO卫星远紫外高分辨率的成像观测，研究日冕环中的光强周期性变化的基本特征，确定它是波动还是物质流动现象。

在太阳极区冕羽、活动区边界、谱斑区日冕环中，人们经常观测到周期是几秒到几十分钟的光强周期性振荡变化，变化幅度为平均背景光强的1-5%，传播速度是50-200 km/s。这些周期性光强振荡变化一般被解释为慢磁声波沿磁力线的传播。但是近来另外一种反对观点出现，认为沿着冕环光强周期性振荡变化是等离子体的外流现象。 我们的研究认为：有耀斑发生时，物质外流与慢磁声波传播可能同时存在于日冕环中，但探测到的信号更多的是物质外流；无耀斑发生，可能是慢磁声波传播。 我们确定在太阳边缘0-20 Mm 高度范围内，周期小于10分钟的传播信号，以小的喷发为主(micro-jets/spicules)。数值模拟显示，这样的信号可以采用长时间信号积分的方法去除掉，剩下的就是慢磁声波信号（周期大于20分钟）；在超出20 Mm 的高度范围内，以长周期（~30 分钟）慢磁声波信号为主。 我们磁流体力学数值模拟显示由于色球与光球之间的滤波效应（p-摸振荡在两层之间来回反射产生共振），在光球或者光球以下由于随机瞬变或者湍动过程激发的振荡，当它们传到色球时，就会产生3分钟周期振荡，而更长周期的振荡向日冕中传播。这些长周期的振荡，可能是日冕环中光强周期性振荡产生的物理机制。