冕流分类与对应等离子体片－太阳风结构的观测研究

Coronal streamer is one of the large scale coronal structures, which not only has close correlation with origin of solar wind,but also is one of the places for generating coronal mass ejection. Researchers realized that there are two kinds of white-light streamers: helmet streamers, which separate open field lines of opposite polarity, and "pseudostreamers", which separate open field lines of the same polarity. In this project, we'll classify helmet streamers into three groups according to the source property of their foot points: 1) rooted near the boundaries of two coronal holes; 2) rooted near the boundaries of one coronal hole and one active region; 3) rooted near two active region boundaries. Because the solar wind along the current sheets above helmet streamers is a major source of the slow wind, and the boundaries of coronal holes and active regions are also suggested to be the possible sources of the slow wind, so the in situ examination of these slow winds along two sides of the current sheets associated with different helmet streamers, e.g., analyzing their element abundance, velocity values and fluctuations, can help us to determine the sources of the slow wind. For the pseudostreamers, they may be one source of fast solar wind, which should be identified further. So in this project, we'll classify the helmet streamers and study their associated current sheets and slow wind to offer the observational constraint for identifying the sources of slow solar wind. Also, we'll conduct the statistical study of velocity of solar wind along plasma sheet structures associated with psuedostreamers through coronagraph data to determine their connection to the fast solar wind.

冕流是日冕中的大尺度结构之一，不仅与太阳风的起源关系密切，同时也是日冕物质抛射的一个重要孕育场所。此前研究曾根据冕流两端足点磁极性的异同，将其分为盔状冕流与伪冕流。有关研究表明盔状冕流与低速风关系密切，且冕洞边界和活动区内部及边界均可能是低速风的源区。此外，有研究猜测伪冕流可能是高速风的一个源区。本项目提议:(一)将盔状冕流按其两端足点的性质分为三类：1）两足点均在冕洞边界附近；2）两足点分别在冕洞边界附近和活动区边界附近；3）两足点均在活动区边界附近；(二)通过对三类盔状冕流上方电流片两侧低速风的性质(如元素丰度)进行局地探测来探索低速风的源区。(三)使用日冕仪数据统计沿伪冕流上方等离子体片结构流动的太阳风速度，以探讨其与高速风的关系。本项目将在冕流分类及有关太阳风源区认证方面取得进展。

日冕物质抛射(Coronal Mass Ejection, CME)是太阳大气中尺度最大的爆发现象，常对地球周围空间环境产生强烈的干扰。一般认为CME与日冕中磁通量绳(简称“磁绳”)的爆发密切相关。磁绳是磁力线相互螺旋缠绕形成的高能态磁场结构，本项目围绕磁绳重点开展了两方面的研究。第一方面是日冕中磁绳结构的证认及其形成过程研究。在行星际空间中局地测量到的磁云结构是磁绳存在的有力证明。然而由于目前无法有效测量日冕磁场，所以无法直接观测磁绳与何种日冕结构对应，同时也不便于研究磁绳在日冕中的形成过程及其它演化过程。本项目通过关联CME爆发过程源区的遥感观测和其在1 AU处对应物的局地测量，为证明日冕中的高温通道结构(Hot Channel)即为磁绳结构提供了重要的观测支持；此外，本项目观测到一例在太阳爆发过程中形成磁绳的CME事件，为CME过程中磁拱通过重联产生磁绳的理论提供了观测支持；另外，本项目还统计了第23个太阳活动周96个磁云内部高Fe电荷态的分布特征，进一步佐证了有关磁绳形成过程的理论。第二方面是磁绳爆发时的加速机制研究。磁绳的加速过程涉及磁能向动能的转化，这个转化可以通过理想磁流体力学不稳定性和与磁场重联有关的非理想磁流体力学过程得以实现。本项目在第23个太阳活动周内寻找到13例没有X射线耀斑伴随而速度却大于1000 km/s的CME事件，为宏观不稳定性释放磁能加速CME机制提供了观测依据；此外，本项目分析了一暗条爆发的动力学过程，其有两个快加速相。通过分析暗条速度(加速度)和软(硬)X射线之间的关系，认为两个快加速相中暗条分别是以不稳定性和磁场重联为主获得加速的。并进一步发现在这一特定事件中，不稳定性和磁场重联对暗条的加速贡献是可比的；项目负责人在上述两方面的工作共发表第一作者SCI论文7篇，均发表在美国天体物理学杂志系列期刊上(ApJ, ApJL, ApJS)。其中有关磁绳形成于爆发过程中的研究结果被美国《Science News》报道。