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太阳针状物是日面边缘上快速演化的喷流状结构,它可以从色球底部一直延伸到日冕,是色球层最普遍的观测现象之一。最新观测表明,针状物可分为TypeⅠ和TypeⅡ两类。TypeⅠ针状物的寿命大约几分钟到15分钟,平均长度大约6500-9500公里,直径大约几百公里到2000公里。TypeⅠ针状物常以25km/s的速度向上运动,到达最大高度后,沿原路径或另一个不同的路径落回光球表面。TypeⅡ针状物比TypeⅠ针状物演化更快,其形成更迅速(＜10s),上升速度更快(50-150km/s),寿命更短(90-150s),直径更小(约200km)。TypeⅡ针状物可以迅速加热到过渡区温度甚至日冕温度。针状物携带的物质通量是太阳风中物质通量的100倍,又因其是开放性的喷流结构,所以常被认为对色球和日冕的物质和能量的传输有重要意义。除针状物之外,色球层还有一类足点呈倒‘Y’(型)的喷流结构,因其足点形状像海葵而得名色球海葵状喷流。据已有研究结果,这种喷流结构的长度约1000-5000km,宽度约100-400km,寿命约100-500s,运动速度约5-20km/s。
本文利用SOT望远镜在Ca(Ⅱ)H波段观测的高时空分辨率色球成像数据,对观测到的针状物和喷流结构进行了个例分析研究。主要研究结果包括:
(1)在对冕洞区针状物的研究中,发现有时存在多针状物的相干性运动。在所研究的实例中,两个针状物互相绕着做周期性的旋转,就如一个解旋的过程,这个过程可持续两个周期,大约5分钟的时间。在这个解旋过程中并伴随有磁螺度的传输,其向上传输的速度近似为色球的阿尔芬速度(大约130km/s)。我们将两个针状物视为两个磁通量管,估算了这个事件中的磁螺度的输运率和磁螺度的积累,发现磁螺度的输运率的量级为1037Mm2/hour,比活动区观测到的输运率小约3个量级。整个事件中,磁螺度的积累大约为1035Mm2的量级。由于本文研究的磁螺度输运发生在冕洞区的两个针状物之间,研究的区域面积很小,并且冕洞内磁场强度相比活动区低的多,所以磁螺度输运率比活动区小3个量级是可以理解的。研究的结果有助于认识极区开放场的磁螺度经过色球向日冕和行星际空间的输运过程,加深对色球动力学的了解。
(2)研究了一例位于活动区边缘的长寿命的可能由磁重联激发的倒‘Y’型喷流结构,其寿命大约一个小时,喷发过程具有明显的间歇性。从光变曲线来看有两个明显周期,分别为约50-60s和约400-600s。喷流结构的根部以约0.4km/s的速度沿Y轴正方向运动。根部的这种运动表明磁重联可能是发生在运动的闭合磁环和周围较大尺度磁环之间。根部以上区域连续有多条细丝状的喷流沿‘Y’轴负方向运动,运动速度大约11-21km/s。喷流结构携带明显的横向波动,波动周期范围约为61-104s,平均周期约88s,最大波幅可达0.26角秒,波长范围为4-14Mm,速度幅度范围为4-14.4km/s。