太阳耀斑前兆的高分辨率观测与研究

Recent study shows that there are a series of small scale activities before the onset of the flare which is called pre-cursor，such as filament activities, solar atmosphere heating and brightening before onset of flares. The precursor of solar flare plays a vital role in triggering and driving flare/CME eruptions. It is still one of the basic questions in solar physics. A deep understanding will improve our knowledge about the physics of solar activities and our forecasting abilities to predict disastrous space weather. In recent years, space and ground observations have accumulated huge amount of high-quality data, which will bring opportunities for us during the study of the precursor of solar flares. We are applying a general funding to support a research for precursor of solar flare using world leading instruments like SDO, NVST, NST, IRIS. We will mainly make progress in following research topics: 1) the correlation between solar activities before the flare and the flare via multi-wavelength observation; 2) complex magnetic reconnection processes that leads to the formation of an unstable flux rope; 3) the relationship between waiting time and magnetic energy configuration.

最近的观测发现，爆发性释放的太阳活动在耀斑开始前或脉冲相之前，活动区经常存着一系列的小尺度活动先兆，例如，暗条振荡和抬升以及太阳大气的加热和增亮。太阳先兆活动对于理解耀斑的触发、驱动起着至关重要的作用，进而有助于空间灾害性天气的预报，这些问题仍旧是太阳物理中的基本问题。最近几年来，高分辨率的观测已经积累了大量的优质观测资料，这些观测为我们研究耀斑爆发前兆带来新的机遇。本项目拟申请面上基金的支持，利用国内外领先的观测设备，主要是SDO、NVST、NST、IRIS等，深入研究耀斑爆发前的活动，将主要在以下科学目标取得重要的进展: 1) 多波段观测研究耀斑的先兆活动与耀斑之间的关系；2）研究耀斑早期复杂的磁重联过程和磁绳的形成过程；3）研究耀斑前活动区的磁能结构及其与等待时间的关系。

太阳耀斑前兆活动对于理解耀斑的触发、驱动起着至关重要的作用，耀斑前不同尺度活动的观测和研究对耀斑的产生机制具有十分重要的物理意义。它是太阳物理研究的基础和前沿问题。基于本项目的支持，运用国内外地面和空间高分辨率观测设备所取得的优质数据主要是SDO、NVST、GST、IRIS等，我们主要研究了耀斑前活动与太阳耀斑爆发之间的关系，及其耀斑活动区早期复杂重联的过程，包括不稳定磁结构(磁绳)的形成过程、耀斑前活动区的磁能积累与释放，已发表8篇高质量的SCI论文。. 我们在如下几个方面取得重要的进展: 1) 耀斑前兆相的磁重联、触发及粒子加速过程的研究：耀斑前兆相（耀斑开始之前）磁流绳的形成是多个磁拱之间的重联，其中的一组J-型磁拱在耀斑爆发之后仍然存在，这说明耀斑前相复杂磁重联过程。我们发现磁绳最终导致了耀斑的开始并快速爆发，表明磁能的快速释放及其太阳大气的响应过程。其次，我们首次发现更强的光球电流对驱动耀斑爆发起到了至关重要的作用，同时用10830波段的观测揭示耀斑前相伴随着粒子加速的过程。2）高分辨率的观测研究了浮现的活动区反常米粒及其相关的物理过程：我们的结果验证了小尺度活动区的亮点是由于磁汇聚而不是磁重联过程， 研究表明反常米粒的形成是由于光球磁场偶极场的分离运动。3）通过分析太阳耀斑前兆的高分辨率观测与研究，通过耀斑前的小尺度活动来预报太阳爆发事件。