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太阳射电爆发参数与日冕动力学过程

中国科学院国家天文台明安图观测基地

谭宝林、谭程明

合作者:颜毅华、黄静、张印、陈星瑶、王蜀娟等

上海东方科技论坛,2017

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提纲

太阳物理前沿问题及太阳射电天文学的优势

太阳射电爆发类型划分

日冕动力学及太阳射电爆发参数提取

总结

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1.太阳物理前沿问题及太阳射电天文学的优势

太阳物理前沿问题

Coronalheatingprocesses

Natureofsolareruptions

Originofsolarcycles

InteriorstructureoftheSun

/quests.shtml

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太阳射电天文学的优势

射电观测对太阳大气中的各种非热过程、粒子加速和传播、等离子体不稳定性活动等都有非常灵敏的响应

射电观测可以用毫秒级的时间分辨率对太阳爆发过程进行快速频谱和成像观测

射电探测：空间范围广、动态范围大、对爆发活动灵敏度高

射电探测：能对几乎所有太阳物理前沿问题给出新的观测证据

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太阳射电天文学的复杂性

多种辐射机制共存

非相干辐射

韧致辐射

回旋共振辐射

回旋加速辐射

同步加速辐射

相干辐射

电子回旋脉泽辐射

等离子体辐射

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太阳射电流量计

单天线、在单一频段或少数几个频点上测量太阳辐射流量。可获得极高的灵敏度和时间分辨率。

如怀柔2840流量计、日本NoRP偏振计（7个频段）等

太阳射电观测手段

每日数据量较小，大约几MB到几十MB

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太阳射电频谱仪

单天线、在宽带多频点观测，可得到宽带动态频谱图，有较高的时间分辨率和频率分辨率。

如怀柔的SBRS/Huairou,捷克ORSC/Ondrejov等

SBRS/Huairou

每日数据量可达几百MB到几个GB量级

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单频射电日像仪

在单一频点或少数几个频点上进行全日面成像观测，如日本NoRH(17、34GHz)、法国Nancay(150-500MHz，10个频点)等。每日数据量可达几十到几百GB

NoRHiscomposedof84antennawithdiameter80cminT-shapearray.Itsspatialresolutionis10ʺwithcadenceof1sand50ms.

NoRH

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射电频谱日像仪

用许多望远镜组成干涉阵列，利用合成孔径成像技术，可以同时获得较高的时间-空间-频率分辨率。

MUSER

2014-11-11eventobservedbyMUSER

每日观测数据量非常巨大，可达几百GB到若干TB左右，MUSER,etc.

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太阳射电流量计

太阳射电频谱仪

单频射电日像仪

射电频谱日像仪

每日数据量：1-100MB

每日数据量：300MB-10GB

每日数据量：1-100GB

每日数据量：2-6TB

随着探测能力的不断提高，积累的观测数据也呈指数地迅速增加

如何从海量观测数据中提取有价值的信息，是太阳物理研究的重要任务

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2.太阳射电爆发的类型划分

太阳射电辐射包含非常丰富的太阳爆发过程的信息:

热过程

非热过程

粒子加速及相关传播和能量释放

等离子体不稳定性(相干过程及非相干过程)

辐射源区的磁场信息

太阳射电爆发的时标跨越从毫秒级到几个小时的很宽的范围，其源区空间尺度也大到整个活动区、小到亚角秒量级

对不同类型太阳射电爆发的准确描述是我们理解相应日冕动力学过程的基础

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(1)TypeIstorm/bursts

(Iwai,etal.ApJ,2014)

300MHz,enhancedbroadbandcontinuum(TypeIstorm),overlappedwithshort-life,narrowbandstrongbursts(TypeIbursts)

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(2)TypeIIbursts

(Du,etal.,ApJ,2015)

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