射电望远镜观测全日面活动

作者:时间:2015-07-30 09:09:35  来源:  阅读次数:334次 ]

摘要
  使用日本国家天文台公布的图像和射电观测数据,重点研究太阳射电波段全日面活动。在过去的20年里,日本国家天文台射电望远镜持续跟踪了太阳磁场(不仅是是太阳黑子活动,太阳活动包括活动的整个极地)活动。结果发现,在过去的20年整个太阳活动已逐渐下降。目前,北半球的太阳活动已经达到了最高阶段,有数据显示,在南半球的太阳活动还没有达到的最长期限。这意味着,在北半球和南半球的太阳同步活动已经崩溃。太阳活动在北半球和南半球出现完全不同的情况,大型太阳观测设备第一次在地面和卫星对准太阳,发现一个显着减少的活动过程。这项研究的结果均来自长期稳定运行设备野边山射电日光仪获得的数据。随着太阳物理学的进一步发展,磁场活动将是长期的问题,影响地球的高层大气和行星际空间。

关键词:太阳磁场  射电 全日面 极区


一、黑子的细节
太阳活动周期和太阳黑子数活跃在低纬度(30度)的程度,是显示太阳活动强度的一个重要指标,其中最常使用的是太阳黑子数。接近11年周期的高低转换,黑子磁场极性(N极,S极)在每个周期中都要反转。在这个太阳活动周期中,对应的活动周期数增加24。在第23周期中没有观察到的太阳表面黑子是历史上时间最长的。此外,近两年左右的时间内又是正常的。最近的太阳活动已经于过去的情况有所不同。

二、附近高纬度活动

高纬度地区活动表现出一个11年周期的特征。然而,最大的间隔期内,也就是在高纬度地区太阳活动主要是微小的黑点,其对应于在低纬度地区的活动高峰期。在近极地观测的设备需要有高空间分辨率的能力,从而观察太阳的边缘。南北黑子磁场的极性是相反的,当活动变得最小时,反转磁场的时间已知是非常弱的,观测场的极向是相当困难的。因此,通过高精度观测卫星测量日面边缘附近的高纬度地区的磁场,直到最近才成为可能。

三、无线电观测

在可见光波在微波频段,所观测到地区是非常明亮的。其亮度表示极地地区的活跃程度。射电成像设备位于山脚下的一个高原上,在17GHz波段,从1992年起的20年来持续的完全捕捉白光全日面影像,得到射电波段日面完整亮度分布。在低纬度地区强烈的无线电波和太阳黑子的活动已被观察到,有一个黑子群继续在赤道方向移动,与太阳活动区的演进方向一致。
明亮极区活动十分。射电亮时,对应太阳活动极小期,以及低纬度地区。顶部示出的磁场分布成为更强的射电源,在强磁场的极性射出现电集中区。大约在同一时间,也已经显示出了良好的定量相关关系。从太阳活动的第22-24周期可以看出,第一极性和低纬度地区逐渐下降,在过去的20年中,整个太阳表面的活动已经减弱。此外,截至2012年3月,北极的相应期限最长不超过低纬度地区最小相位亮度。换句话说,在北极地区一直保持了11年的太阳活动周期,在南半球则没有这样的迹象。
在北半球和南半球的太阳活动周期观测中,这是首次完成完整地由卫星和地面联合进行的大规模观测。观测研究的结果有助于解决太阳活动在过去存在的许多疑问。随着太阳物理学的发展,太阳活动特征将是长期受关注的问题,它影响着地球的高层大气和行星际空间。

四、蝴蝶图

日本野边山太阳射电天文台,和国家天文台太阳射电天文台,配备有84个抛物面天线,直径80厘米,建于1992年,20年来持续观测太阳,覆盖全频和17GHz波段。
 太阳能磁流体动力学波随时间变化的强度分布表明太阳黑子的活动,主要集中在低纬度地区。黑子主要分布在北纬30度以南、南纬30度以北,接近60度的宽度。从北纬60°S纬度范围到北纬60度带附近的北纬90度以南范围,极地地区活动显示了与黑子的强相关性。请注意射电波段已经观察到在低纬度地区存在强磁场,太阳活动区的转移范围,将继续在赤道方向移动。形成的路径图被称为蝴蝶图。

结论
20年来已合成的图像数据来看,射电成像的太阳活动区图像和蝴蝶图,在该波段有一定的变化。正如前文所说,这是否意味着日冕边缘的轮廓强度有所变化还有待进一步的观测。太阳南北极地区是射电明亮的,与磁场的强度图显示了良好的相关性(蝴蝶图磁场)。在这些观测结果中,低纬度地区出现的活动性已经减少。这表明低纬度地区的活动是一个缓慢的活动,纬度越高活动越剧烈。

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