日冕亮点及其伴随现象的高分辨率光谱学研究

How the solar corona is heated to a million degree is a puzzle in solar and space physics. One of the evidences that the energy from the lower solar atmosphere releases in the corona is so-called coronal bright points (CBPs), which are small-scaled coronal emission enhancement in the corona. CBPs are believed to be observational signatures of local coronal heating. Therefore, study of CBPs is crucial in understanding the physical process of coronal heating. Using the up-to-date high-resolution observations from IRIS, SDO and Hinode, we propose a project to study the fine structures of CBPs and their associating phenomena. In this project, fine structures of the temperature, velocity and magnetic field of CBPs will be investigated in order to understand their energizing process. Through studying oscillation phenomena in CBPs, how CBPs take action in the coronal heating process will be examined. We will also study the plumes that are associated with CBPs, through which we will understand the possible contribution of both CBPs and plumes to the solar wind generation. Eventually, this project aims to provide observational facts to the theoretical modeling and numerical study of the coronal heating and solar wind generation.

日冕加热问题是困扰太阳物理和空间物理学界的一个科学难题。日冕亮点是日冕中小尺度辐射强度增强的结构，被认为是能量在日冕内释放的直接证据，也是局地日冕加热的一种表现。因此，日冕亮点的研究对理解日冕加热问题具有很重要的物理意义。本项目将利用高分辨率的空间太阳望远镜包括SDO和Hinode以及最新投入使用的IRIS卫星的观测数据，对日冕亮点的精细结构和日冕亮点伴随现象进行高分辨率观测研究。通过深入研究日冕亮点的温度、速度和磁场的精细结构和演化，认识日冕亮点获得能量的位置和机制，理解亮点加热过程中能量释放区的物理特性；通过研究日冕亮点中周期振荡现象的发生和传播，进一步认识日冕亮点如何参与到日冕加热的过程；通过研究日冕亮点与冕羽的关系，探讨日冕亮点和冕羽在初始太阳风形成过程中的作用。本项目将为日冕加热和初始太阳风的形成的理论和数值模型研究提供重要的观测线索。

日冕亮点是日冕中小尺度辐射强度增强的结构，被认为是能量在日冕内释放的直接证据，也是局地日冕加热的一种表现。因此，日冕亮点的研究对理解日冕加热问题具有很重要的物理意义。在本项目的支持下，对日冕亮点的精细结构及其伴随现象开展了高分辨率光谱和成像观测研究。获得的重要研究进展包括：（1）统计研究了日冕亮点完整生命期对应的磁结构演化，发现与日冕亮点相关双极磁场主要有三种形成方式：双极浮现、汇聚和局部融合。此外，我们还发现与日冕亮点相关的磁对消主要有三种形式。我们认为双极场构建起了日冕亮点的骨架，并且发现与日冕亮点加热有关的磁活动也许涉及到较弱的小尺度磁场。（2）首次从观测和统计的角度系统地研究了日冕亮点中小尺度爆发现象的各种观测特征。给出了日冕亮点中小尺度爆发的完整物理特征图像，为后续的相关模拟结果提供了观测参考。（3）通过研究冕羽及类冕羽结构中传播的准周期脉动现象，首次提出了色球针状体以及从色球往上传播的激波可能是日冕准周期脉动的激发源。发现冕羽发生的位置更容易产生高速动态的网络喷流。（4）系统研究了太阳大气小尺度环状结构及其关联的小尺度活动现象。我们发现过渡区小尺度环结构间的相互挤压和编织是过渡区小尺度活动现象发生的重要机制。（5）首次发现扭缠暗条细丝的自动解缠运动可以驱动其与日冕环发生重联现象，并发现这种重联现象可以将色球暗条物质加热到日冕温度。通过这些研究，基本上理清了亮点的详细演化过程和磁浮现、对消和重联的关系、初步探讨了亮点伴随的日冕波动以及冕羽的关系，深化理解了亮点本身形成和演化的细致物理过程，以及其伴随效应的形成机制。这些研究可为亮点的形成机制和能量供应的理论研究（特别是磁场重联研究）提供重要观测输入，为日冕加热和初始太阳风的形成的模型和理论研究提供了重要的观测线索。