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利用SDO/HMI数据研究太阳超米粒组织的结构与演化
摘要： 背景：研究太阳表面的运动对于理解湍流对流如何传输能量以及磁场如何在太阳表面分布至关重要。 目标：利用太阳动力学天文台/日震和磁成像仪（SDO/HMI）提供的可见光盘面水平速度测量数据，我们探究了太阳超米粒组织的结构和演化。 方法：通过追踪太阳米粒的自行运动，采用新开发的相干结构追踪代码版本测量水平速度场。利用该工具计算了水平散度图，并通过时空标记法对超米粒细胞进行分割、识别及历史追踪。基于该数据集，我们推导出超米粒组织的基本特性，包括其运动特征。 结果：发现超米粒组织的基本参数值与先前研究相似：平均寿命为1.5天，平均直径为25兆米。对单个超米粒细胞的追踪揭示了太阳较差自转及经向流的极向环流趋势。所得较差自转和经向流的形态与细胞尺寸无关。若存在背景磁场，超米粒中的发散流会减弱。 结论：本研究证实，只要在太阳表面具有足够可探测性，超米粒组织适合作为追踪大尺度太阳对流运动的示踪物。
关键词： 太阳：米粒组织，太阳：光球层，太阳：一般特性
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用宽视场夏克-哈特曼波前传感器表征白昼风场剖面
摘要： 了解风速和风向的垂直时空分布对于优化自适应光学系统性能至关重要。通过追踪夏克-哈特曼波前传感器斜率获得的时延互相关峰，可扩展SLODAR（斜率探测与测距）技术用于风场剖面测量。该方法在互相关峰可单独识别时效果良好，但在多数情况下，二维互相关图中难以找到各湍流层的孤立互相关峰，导致风场剖面估算困难。为此，我们提出一种分层风速风向测量方法：该方法更易区分孤立峰且适用于多峰情形（包括弱响应情况）。新方法不追踪二维互相关图中的峰值，而是通过不同方向的一维切片曲线追踪系列互相关峰，最终依据冻结流假设确定风速风向。仿真验证表明该方法能准确还原输入风场剖面。此外，我们将该方法应用于抚仙湖太阳观测站1米新真空太阳望远镜的47组数据序列，估算出地面至12公里高度的风场剖面，实验结果显示所有气层均以较低速度运动。
关键词： 太阳：米粒组织、大气效应、仪器设备：自适应光学
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用干涉测量法区分恒星活动与系外行星信号
摘要： 恒星活动可在恒星表面表现为多种形式：暗斑、对流胞和亮斑。特别是暗斑和亮斑会给用于探测系外行星的光度数据或径向速度测量增添噪声，从而导致误检或干扰其衍生参数。由于干涉测量法具有极高的角分辨率，它可能成为区分凌日系外行星信号与恒星活动信号的有效手段。研究还表明，米粒组织会对可见度和闭合相位测量引入偏差，进而影响推导出的恒星参数。我们分析了暗斑在干涉测量观测量中产生的噪声，并将其与系外行星信号进行对比。我们研究了当前能够测量并分离这些信号的干涉仪，并指出其空间分辨率存在不足。因此，我们对未来干涉仪需要实现的改进进行了展望，这将显著增加可观测目标的数量。
关键词： 闭合相位测量、干涉测量、亮斑、暗斑、米粒组织、系外行星信号、可见度、恒星活动
更新于2025-09-23 15:21:21
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2009年活动极小期太阳米粒组织的纬度依赖性
摘要： 背景：了解太阳米粒组织特性（对比度和尺度）的纬度变化有助于更好地理解太阳大气中磁场、对流、较差自转和经向环流之间的相互作用。 目的：我们借助HINODE/SOT在HOP 79计划框架下获取的蓝光连续谱图像，研究了2009年最后一个太阳活动极小期期间沿中央子午线和赤道按月观测的太阳米粒组织对比度与尺度的纬度依赖性。 方法：我们筛选了特定经纬度区间内最清晰的图像，并将2009年所有南北向与东西向扫描所获选定图像进行组合，以获得具有统计可靠性的结果。 结果：太阳米粒组织的对比度向两极递减而尺度递增，但这种变化并不规律——约在60°纬度处出现扰动，使两项参数均回升至接近日面中心数值。 结论：这种活动极小期（2009年）的纬度变化可能既非源于表面宁静磁场，也非来自与活动区相关、在抵达日面之前或多或少深埋于对流层的强磁通量管。对比度向极区递减与尺度递增现象似乎与较差自转有关，而60°附近的扰动则可能与经向环流相关。
关键词： 太阳：演化，太阳：米粒组织，太阳：自转，太阳：内部结构，太阳：磁场
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用太阳估算类地行星的探测能力
摘要： 背景：恒星在不同时间尺度上的变化会显著影响系外行星的探测能力，尤其是采用径向速度（RV）技术时。精确表征太阳变化对于研究恒星变化对行星探测的影响具有重要价值。本文重点关注小时间尺度变化的影响。 目标：本研究旨在建立由米粒组织和超米粒组织引起的真实RV时间序列模型，并深入分析这两种现象对太阳RV时间序列的具体影响。 方法：我们模拟了随时间演化的米粒群和超米粒群，以重现太阳光变和RV时间序列。合成时间序列覆盖整个半球并持续一个太阳活动周期。 结果：太阳米粒组织导致的强度和RV均方根值分别为0.8 m/s和67 ppm，在超过1小时的时间尺度上呈现强变异性。超米粒组织引起的RV均方根值介于0.28至1.12 m/s之间。 结论：为最小化米粒组织影响，最佳策略是将夜间观测时段分割为多个短时段而非连续长时观测——但具体最优方案取决于信号本质特征。即使经过1小时平滑处理，米粒RV仍保持较大值（约0.4 m/s），而超米粒信号在此时间尺度上难以显著削弱：例如通过7个夜晚（每晚26分钟）观测可使RV均方根降低2倍。更大时间尺度上，活动性RV变异占主导地位，数十至数百天周期的探测极限可能轻易达到1个地球质量甚至更高。这对长轨道周期行星的探测限制造成重要影响（可能导致无法探测1 M⊕级行星），而对短轨道周期影响较小。本研究未考虑恒星脉动的影响。
关键词： 太阳：米粒组织，太阳：活动性，恒星：类太阳恒星，行星系统，技术：径向速度法，恒星：活动性
更新于2025-09-23 15:19:57
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全日面太阳图像中极紫外He?ii（30.4纳米）分段结构的长期耗散
摘要： 我们利用太阳动力学观测站（SDO）搭载的大气成像组件（AIA）在2010-2017年间观测到的部分宁静日数据，延续了Didkovsky与Gurman（《太阳物理学》289卷153页，2014a）及Didkovsky、Wieman和Korogodina（《太阳物理学》292卷32页，2017）先前的分析。该分析通过测定并比较空间（分割单元长度）功率谱的空间频谱比（特定时段内的频谱密度），采用与太阳和日球层观测站（SOHO）搭载的极紫外成像望远镜（EIT）及AIA图像光谱兼容的建?？占淦德式斜嚷识员取＝翧IA数据与先前分析的EIT数据合并后，本文报道的1996至2017年完整时段约相当于两个"标准"太阳周期（SC）长度。分割单元尺寸结构的光谱比呈现显著且稳定的增长趋势，未检测到回归太阳活动极小期特征值的周期相关迹象。这种高空间频率下空间功率的增长，被解释为过渡区中尺寸极紫外网络结构向更小尺度结构的耗散过程。针对2010至2017年光谱计算的多个连续短期区间最新比率变化，均已转换为月均比率（MMR）变化。MMR值显示出变化的符号与幅度，从而证实了这些变化的太阳本质。这些变化既不符合仪器退化的"典型"趋势，也不遵循SDO搭载的极紫外变率实验（EVE）中氦II（30.4纳米）辐照度测量通道（极紫外分光光度计ESP）呈现的长期活动轮廓。
关键词： 太阳周期、观测、太阳辐照度、米粒组织
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于SDO/HMI数据通过米粒追踪和日震学确定的大尺度光球运动
摘要： 背景：太阳中的大尺度流动在与太阳周期相关的发电机过程中起着重要作用。主要的大尺度流动包括具有千米每秒和几米每秒量级的较差自转与经向环流。这些流动还具有与周期相关的成分，即扭转振荡。 目的：我们尝试通过运用太阳米粒组织追踪、多普勒图和时间-距离日震学技术推导水平流速，以此测定太阳表面的大尺度等离子体流动。 方法：利用相干结构追踪（CST）和时间-距离日震学，对30天周期的HMI/SDO序列中太阳表面较差自转与经向环流进行研究。同时采用特定7天周期的HMI/SDO序列分析了大型黑子对这些大尺度流动的影响。 结果：CST测量的太阳表面大尺度流动与相同数据在表面下1兆米深度通过日震学确定的同向流动，在振幅和方向上高度吻合。扭转波也出现在相同纬度且量级相当。仅使用3天数据并在经度±15°范围内平均后，我们就能通过CST方法正确测定经向环流。 结论：CST与多普勒速度的结合能准确检测太阳较差自转及经向环流、扭转波等较小振幅流动。本方法结果与日震测量数据高度一致。
关键词： 太阳：日震学，太阳：米粒组织，太阳：大气层，太阳：自转
更新于2025-09-09 09:28:46
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K0型双星巨星的光谱研究 <天枢座α星>
摘要： 在埃尔金菲尔德天文台对K0 II–III型恒星α UMa进行了为期11年的高分辨率光谱观测。其中九年的数据测得了径向速度。这些数据虽不足以覆盖44.5年的轨道周期来独立确定精确轨道参数，但结合已发表的目视轨道数据后，光谱轨道参数得到了良好约束。光谱中未发现伴星存在的证据，这仍是个未解之谜。线深比显示α UMa在2001-2010年间存在约3K的温度变化（可能具有周期性）。通过线展宽的傅里叶分析得出：投影自转速度为2.66±0.15 km/s，径向-切向宏观湍流弥散度为4.97±0.08 km/s。第三颗?；卣鞅砻鳓?UMa的颗?；俣然居胩粝嗟保ū壤蜃?.98±0.10）?？鄢帕；兑坪蟮暮阈蔷跃断蛩俣?，在观测平均时间2005.2544时为-10,035±100 m/s。Fe I λ6253谱线的双线轮廓正常且呈现经典"C"形，其最蓝点位置与其绝对星等相符。将该双线轮廓映射到第三特征上，显示出与其他巨星相似的流量亏损（面积占比0.131），暗示米粒组织与暗条之间的温度差为127K。该亏损区的速度位置略高于先前分析的其他巨星，从而延伸了与绝对星等的相关性。
关键词： 线：轮廓；恒星：晚型；技术：光谱学；太阳：米粒组织；恒星：自转；双星：光谱双星
更新于2025-09-04 15:30:14
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造粒对太阳振荡可见度的影响
摘要： 背景：太阳振荡与近表面对流的相互作用尚未被充分理解。这些相互作用很可能是日震学和星震学中若干问题的成因，包括所谓的"表面效应"以及随日面中心到边缘距离变化而呈现的明显不符合物理规律的走时偏移。因此，当前亟需更深入的理论认知和观测验证。 目标：旨在确定对流如何影响所观测到的振动模式。 方法：利用HMI（太阳动力学天文台日震与磁成像仪）的视向速度与强度图像，构建k-ω图以展示振动振幅与相位如何依赖局域米粒组织强度。 结果：观测到的振动特性与局域对流状态存在明确且显著的关联性。
关键词： 太阳：振荡，太阳：米粒组织
更新于2025-09-04 15:30:14