日冕亮点和喷流的多波段观测研究

Coronal bright points (CBPs) are ubiquitous long-term and small-scale brightenings in the solar atmosphere. They are composed of closed sub-arcsecond magnetic loops. The sizes of CBPs are comparable to those of microflares. The average lifetime of CBPs is ~8 hr. CBPs are widely distributed in the quiet regions and coronal holes. Due to the open magnetic fields, the CBPs located in coronal holes or at the coronal hole boundary are usually associated with coronal jets. Like flares/microflares, CBPs are believed to be heated by magnetic reconnections. So far, there is a large amount of literature about the case study of CBPs. A comprehensive statistical study of CBPs is required. We plan to study the size, location, temperature, density, emission measure, and thermal energy of CBPs by using the multiwavelength observations from SDO. It will provide a new perspective in understanding the coronal heating problem. Besides, we plan to study the heating mechanism of common jets and the dynamics of rotating jets. It will be beneficial to understanding the magnetic reconnection and the propagation of waves in coronal jets. Both CBPs and jets are small-scale solar activities. Our study will be very important to understand the basic processes in astrophysics, such as magnetic reconnection, particle acceleration, and waves.

日冕亮点是太阳大气中无处不在的长时间、小尺度增亮现象，由许多亚角秒级的闭合磁环组成。日冕亮点大小与微耀斑相当，平均寿命约8小时，广泛分布于宁静区和冕洞。因为有开放磁场存在，位于冕洞内部和边缘的亮点经常伴随喷流。类似于耀斑/微耀斑，日冕亮点的加热机制普遍认为是磁重联。目前，虽然有关日冕亮点的个例分析很多，但是相对完整的统计研究还很少。本课题拟利用SDO等卫星在软X射线和极紫外的多波段观测资料研究日冕亮点的大小、空间分布、温度、密度、发射度、内能等参数，这对于理解长期困扰太阳物理学家的日冕加热问题提供新的途径和视角。另外，我们要研究普通喷流的加热过程和旋转喷流的动力学过程。这有助于深入理解喷流中的磁重联过程以及磁流体力学波在喷流中的传播。日冕亮点和喷流均属于太阳大气中的小尺度活动，关于此类活动的研究对理解天体物理中的基本物理过程（如磁重联、粒子加速、波的激发和传播）具有十分重要的意义。

日冕亮点和喷流是太阳大气中普遍存在的小尺度活动现象，一般认为是磁重联引起的，对于日冕加热和太阳风加速具有重要的作用。虽然之前几十年的多波段观测和磁流体力学(MHD)数值模拟已经对它们进行了广泛的研究，但是仍然有一些关键问题不太清楚。本课题利用地面和空间太阳望远镜的多波段成像和光谱观测资料，详细研究了: (1)日冕亮点内部精细结构和磁重联; (2)喷流中的等离子体团(blob); (3) 伴随C级耀斑的旋转喷流; (4)伴随环形耀斑的喷流。结果表明：(1)日冕亮点中存在亚角秒尺度的精细结构，而且它们之间发生磁重联，加热等离子体，使得亮点在极紫外和软X波段增亮。更有趣的是重联可以往复发生，即上一次重联的出流作为下一次重联的入流；(2)日冕喷流中存在间歇性喷发的blob, 它们的大小约几兆米，速度约几百公里每秒，寿命约24-60秒，周期约60秒。部分blob沿大尺度闭合磁力线传播到另一端后甚至可以引起增亮。我们认为这些blob是由电流片的撕裂模不稳定性产生的向外运动的磁岛。这个结论已经被国内外同行用高精度二维和三维MHD数值模拟所证实；(3)伴随耀斑的喷流在上升初期有旋转运动，意味着爆发前积累的磁螺度在爆发后释放，使得磁力线发生解旋或解扭缠，这与美国同行的三维模拟结果非常一致；(4)在一个拥有磁零点、脊线和扇面磁拓扑结构下的微暗条爆发，产生一个环形耀斑和喷流。环形耀斑带上存在爆发式的色球蒸发，即高温谱线显示100多公里每秒的多普勒蓝移和低温谱线显示几十公里每秒的多普勒红移。定性和定量分析表明爆发式色球蒸发是由磁重联加速的高能非热电子向下运动轰击色球驱动的。正是基于高分辨率观测资料，我们对于日冕亮点和喷流的认识不断加深，因为之前的低分辨率观测不能分辨出亮点的内部结构和重联方式，也不能分辨出喷流中包含的细小的等离子体团。