关于日球层电流片和日球层等离子体片的研究

本项目拟从观测数据出发，来研究日球层电流片(HCS)和日球层等离子体片(HPS)之间的关系，并由此推断HPS的形成。HPS是慢太阳风中一个重要的结构，其形成过程的研究对于揭开"慢太阳风"的产生的物理机制有着重要意义。超热电子抛掷角分布的簇边界和电子热流消失（HFD）也常常出现在HCS附近，也是本项目的研究对象。我们拟用STEREO的观测数据研究HCS和HPS的关系，重点解决以下科学问题：1.HPS在HCS附近的分布是什么样的? 有什么样的统计规律? 2.分布在一边和两边的HPS有什么不同? 他们又是怎么产生的? 3.HPS是不是动态的结构? 4.HFD的存在和不同分布的HPS的形成有没有联系，如果有的话，他们之间的联系是什么?这些研究结果将会有利于改善太阳风的模型，提高空间天气预报的准确性。

太阳风的起源，尤其是慢太阳风的起源是空间天气的一个未解之谜，也是制约空间天气预报模式研究的一个关键因素。本项目利用STEREO的局地观测数据，并结合一些遥感观测数据，对太阳风中的一些重要的结构，比如日球层电流片，日球层等离子体片，快慢太阳风的流边界之间的相互位置关系进行了研究。在选取了全球性的电流片的基础上，发现了日球层等离子体片和日球层电流片可能存在不同的位置关系，即等离子体片可能跨越，领先或者落后电流片，虽然多数等离子体片是跨越电流片，还有相当大一部分还是在电流片一边，领先或者落后于电流片。进一步的研究发现，在STEREO卫星计划的初期，也STEREO A和STEREO B距离比较近的阶段，两颗卫星观测到同一类型的等离子体片。观测结果说明，日球层等离子体片产生的过程是一个相对连续的过程，并非之前认为的非常动态的过程，而其中具体的产生机制还有待进一步的分析和研究。另一个发现是关于电流片和流边界的，通常来说电流片处在慢太阳风中间，距离慢太阳风的边界有一定的距离。我们发现有一个事例中，电流片和慢太阳风的边界重合了，这一发现对于研究慢太阳风的起源有着重要意义。利用传统的慢太阳风起源的机制无法解释，我们提出了一种结合伪冕流起源的机制解释了这种起源。我们在同期对应的太阳表面的观测数据中发现了伪冕流的存在，也支持了我们的解释。虽然我们也无法确定这个解释是唯一合理的解释，不过这个观测结果本身就具有重要的科学意义。总的来说，我们在研究中发现了一些新的现象，这些新的现象挑战传统太阳风起源的理论。我们也提出了一些新的理论模型来解释这些现象，不过还需要更进一步的分析研究，并且在可能的情况下对类似的观测事例进行统计分析，以深入理解太阳风的起源和传输规律。