耀斑环物理PDF电子书下载

引言 1

参考文献 5

第1章 太阳耀斑环中的微波辐射理论 12

1.1 微波辐射的观测特征 12

1.1.1 微波辐射的强度、频谱和偏振 13

1.1.2 关于辐射转移 14

1.1.3 热和非热辐射 15

1.2 回旋同步辐射 15

1.2.1 发射和吸收系数 16

1.2.2 回旋同步辐射谱的形成 18

1.2.3 磁场强度的影响 19

1.2.4 高等离子体密度的影响：Razin效应 20

1.2.5 Razin效应和电子幂律谱指数 22

1.2.6 爆发衰变相后期的等离子体密度增大 24

1.3 电子投射角的各向异性 31

1.3.1 数值模拟 32

1.3.2 sinN型投射角分布 32

1.3.3 高斯分布的损失锥 35

1.3.4 投射角分布形态的影响-束流类分布 39

1.3.5 讨论 44

1.4 电子在耀斑环中的传输及其对回旋同步辐射的影响 45

1.4.1 对于特定的电子分布的射电响应 47

1.4.2 结论 48

1.5 其他参数对回旋同步辐射的影响 49

参考文献 54

第2章 耀斑环中微波辐射的观测和解释 58

2.1 没有空间分辨率的观测研究 58

2.1.1 太阳厘米-毫米波段射电爆发谱变平和耀斑环高能电子的动力学 58

2.1.2 太阳微波爆发中的峰值频率的动力学：自吸收和Razin效应 68

2.1.3 光学薄辐射、耀斑幂律分布和耀斑发生率 91

2.2 微波辐射的亮度沿耀斑环的分布 96

2.2.1 在延展的太阳耀斑环顶部的非热微波辐射源 96

2.2.2 微波辐射的环状结构不同部位的时间延迟分析 99

2.2.3 不同频率微波辐射的时间延迟 100

2.2.4 耀斑环微波亮度的重新分布 100

2.2.5 观测与现有模型预期的比较 102

2.2.6 高能电子在耀斑环中的分布 103

2.2.7 电子和微波的空间分布演化 105

2.2.8 对粒子加速、投射和运动的约束 106

2.3 耀斑环中微波亮度分布的统计研究 107

2.3.1 环顶和环足微波亮度的比较 107

2.3.2 耀斑环微波亮度和其他参数的关系 109

2.3.3 耀斑环足点微波亮度的不对称性 111

2.4 耀斑环中微波辐射的频谱性质 121

2.4.1 频谱斜率沿耀斑环的分布 122

2.4.2 耀斑环顶部和足部微波光学薄谱指数的统计关系 127

2.4.3 硬软硬——新的微波谱指数演化特征 128

2.4.4 辐射谱演化对频率的依赖性 130

2.4.5 微波辐射谱在耀斑环不同位置的演化 133

2.5 耀斑环中的射电偏振的分布演化 136

2.5.1 环顶和环足偏振极性和强度的比较 137

2.5.2 环顶和环足偏振和其他物理量的关系 138

2.5.3 环足偏振度和磁场强度的关系 139

2.5.4 环顶和环足偏振随时间的变化 140

2.5.5 线性模转换和偏振反转 144

2.5.6 本征模的确定 149

2.5.7 结论 150

参考文献 151

第3章 太阳耀斑环中的X射线辐射理论 160

3.1 厚靶和薄靶模型 161

3.1.1 概述 161

3.1.2 薄靶模型 161

3.1.3 厚靶模型 165

3.1.4 两种模型的关系 167

3.1.5 低能截止对电子能谱指数和光子谱指数的影响 169

3.2 电子在耀斑环中的传输及其对X射线辐射的影响 171

3.2.1 概述 171

3.2.2 磁镜和损失锥分布 171

3.2.3 损失锥分布的形成 174

3.2.4 结论 178

3.3 耀斑环中的硬X射线亮度的空间分布 178

3.3.1 高能电子空间分布的数值模拟 179

3.3.2 硬X射线和GAMMA射线空间分布的模拟结果 180

3.3.3 结论 184

参考文献 184

第4章 耀斑环中X射线辐射的观测和解释 187

4.1 概述 187

4.2 耀斑环顶部和足点的硬X射线辐射的亮度分布 188

4.3 耀斑环顶部和足点的硬X射线辐射谱指数 189

4.4 硬软硬——新的硬X射线谱指数演化特征 191

4.5 硬X射线谱指数演化特征对能量的依赖性 193

4.6 硬X射线谱指数在耀斑环不同位置的演化 197

4.7 硬X射线足点源亮度的不对称性 200

参考文献 202

第5章 用微波和硬X射线观测诊断耀斑环物理参数 206

5.1 概述 206

5.2 日冕磁场和非热电子密度的诊断 207

5.2.1 诊断方法 207

5.2.2 日冕磁场和电子密度的时间演化 215

5.2.3 日冕磁场和电子密度在日面的二维分布 217

5.2.4 日冕磁场的横向分量在磁中性区的突变 218

5.2.5 日冕磁场的纵向分量和横向分量的比较 219

5.2.6 磁场诊断与观测参数的关系 223

5.2.7 与光球磁场外推结果的比较 223

5.2.8 小结和展望 226

5.3 非热电子低能截止和谱指数的诊断 227

5.3.1 低能截止的意义和争论 227

5.3.2 不同时刻的辐射谱的交点 228

5.3.3 辐射强度比值或谱指数与低能截止的关系 231

5.3.4 低能截止和康普顿散射对X射线谱的低能段变平的联合影响 232

5.3.5 两种方法近似求解微波和X射线辐射对应的低能截止 233

5.3.6 严格求解硬X射线和微波辐射对应的低能截止和电子谱指数 237

5.3.7 讨论和小结 242

5.4 耀斑环中非热电子投射角的诊断 243

5.4.1 概述 243

5.4.2 冕环磁镜比的诊断 244

5.4.3 初始投射角的诊断 246

5.4.4 结论 246

5.5 太阳耀斑微波和硬X射线谱演化的联合分析——电子能谱动力学演化的证据 246

5.5.1 概述 246

5.5.2 微波和硬X射线谱演化的理论预期 247

5.5.3 观测数据分析 248

5.5.4 微波源电子谱指数演化的理论模拟 249

5.5.5 结论 251

5.6 加速区位置和加速电子投射角分布的诊断 251

5.6.1 概述 251

5.6.2 观测 252

5.6.3 亮温度的演化 255

5.6.4 讨论 259

5.6.5 结论 264

5.7 太阳耀斑中微波和X射线辐射反演的非热电子谱指数 265

5.7.1 概述 265

5.7.2 太阳耀斑中微波和X射线辐射的非热谱指数的对比 267

5.7.3 总结 272

参考文献 272

第6章 耀斑环的整体不稳定行为 280

6.1 多波段观测揭示的耀斑环整体行为 280

6.1.1 耀斑环在膨胀之前的收缩 280

6.1.2 剪切磁场的能量减少 283

6.1.3 对低层大气的作用 285

6.1.4 之形磁流管和耀斑环结构 286

6.2 失败的暗条爆发 289

6.3 耀斑环的脉动和振荡 292

6.3.1 引言 292

6.3.2 观测 292

6.3.3 耀斑前相的Hα和极紫外在活动区10798的形态特征 294

6.3.4 耀斑的射电、光学和硬X射线图像 295

6.3.5 时变曲线 298

6.3.6 空间特征参量的演化 300

6.3.7 足点和环顶的变化轨迹 303

6.3.8 讨论 303

6.3.9 结论 308

6.4 准周期振荡中的重复率和爆发流量的关系 309

6.4.1 概述 309

6.4.2 数据处理 310

6.4.3 各种统计关系对频率的变化 311

6.4.4 讨论 312

6.5 X射线源沿耀斑环的运动 313

6.5.1 概述 313

6.5.2 X射线源在耀斑环中的运动 314

6.5.3 总结 318

6.6 耀斑环的相互作用 319

6.6.1 相互作用的典型事例 320

6.6.2 相互作用的统计证据 332

6.6.3 结论 335

参考文献 335

结语 344

索引 345