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射電望遠(yuǎn)鏡觀測全日面活動
摘要
使用日本國家天文臺公布的圖像和射電觀測數(shù)據(jù)，重點研究太陽射電波段全日面活動。在過去的20年里，日本國家天文臺射電望遠(yuǎn)鏡持續(xù)跟蹤了太陽磁場(不僅是是太陽黑子活動，太陽活動包括活動的整個極地)活動。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在過去的20年整個太陽活動已逐漸下降。目前，北半球的太陽活動已經(jīng)達(dá)到了最高階段，有數(shù)據(jù)顯示，在南半球的太陽活動還沒有達(dá)到的最長期限。這意味著，在北半球和南半球的太陽同步活動已經(jīng)崩潰。太陽活動在北半球和南半球出現(xiàn)完全不同的情況，大型太陽觀測設(shè)備第一次在地面和衛(wèi)星對準(zhǔn)太陽，發(fā)現(xiàn)一個顯著減少的活動過程。這項研究的結(jié)果均來自長期穩(wěn)定運行設(shè)備野邊山射電日光儀獲得的數(shù)據(jù)。隨著太陽物理學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，磁場活動將是長期的問題，影響地球的高層大氣和行星際空間。
關(guān)鍵詞：太陽磁場 射電 全日面 極區(qū)
一、黑子的細(xì)節(jié)
太陽活動周期和太陽黑子數(shù)活躍在低緯度(30度)的程度，是顯示太陽活動強(qiáng)度的一個重要指標(biāo)，其中最常使用的是太陽黑子數(shù)。接近11年周期的高低轉(zhuǎn)換，黑子磁場極性(N極，S極)在每個周期中都要反轉(zhuǎn)。在這個太陽活動周期中，對應(yīng)的活動周期數(shù)增加24。在第23周期中沒有觀察到的太陽表面黑子是歷史上時間最長的。此外，近兩年左右的時間內(nèi)又是正常的。最近的太陽活動已經(jīng)于過去的情況有所不同。
二、附近高緯度活動
高緯度地區(qū)活動表現(xiàn)出一個11年周期的特征。然而，最大的間隔期內(nèi)，也就是在高緯度地區(qū)太陽活動主要是微小的黑點，其對應(yīng)于在低緯度地區(qū)的活動高峰期。在近極地觀測的設(shè)備需要有高空間分辨率的能力，從而觀察太陽的邊緣。南北黑子磁場的極性是相反的，當(dāng)活動變得最小時，反轉(zhuǎn)磁場的時間已知是非常弱的，觀測場的極向是相當(dāng)困難的。因此，通過高精度觀測衛(wèi)星測量日面邊緣附近的高緯度地區(qū)的磁場，直到最近才成為可能。
三、無線電觀測
在可見光波在微波頻段，所觀測到地區(qū)是非常明亮的。其亮度表示極地地區(qū)的活躍程度。射電成像設(shè)備位于山腳下的一個高原上，在17GHz波段，從1992年起的20年來持續(xù)的完全捕捉白光全日面影像，得到射電波段日面完整亮度分布。在低緯度地區(qū)強(qiáng)烈的無線電波和太陽黑子的活動已被觀察到，有一個黑子群繼續(xù)在赤道方向移動，與太陽活動區(qū)的演進(jìn)方向一致。
明亮極區(qū)活動十分。射電亮?xí)r，對應(yīng)太陽活動極小期，以及低緯度地區(qū)。頂部示出的磁場分布成為更強(qiáng)的射電源，在強(qiáng)磁場的極性射出現(xiàn)電集中區(qū)。大約在同一時間，也已經(jīng)顯示出了良好的定量相關(guān)關(guān)系。從太陽活動的第22-24周期可以看出，第一極性和低緯度地區(qū)逐漸下降，在過去的20年中，整個太陽表面的活動已經(jīng)減弱。此外，截至2012年3月，北極的相應(yīng)期限最長不超過低緯度地區(qū)最小相位亮度。換句話說，在北極地區(qū)一直保持了11年的太陽活動周期，在南半球則沒有這樣的跡象。
在北半球和南半球的太陽活動周期觀測中，這是首次完成完整地由衛(wèi)星和地面聯(lián)合進(jìn)行的大規(guī)模觀測。觀測研究的結(jié)果有助于解決太陽活動在過去存在的許多疑問。隨著太陽物理學(xué)的發(fā)展，太陽活動特征將是長期受關(guān)注的問題，它影響著地球的高層大氣和行星際空間。
四、蝴蝶圖
日本野邊山太陽射電天文臺，和國家天文臺太陽射電天文臺，配備有84個拋物面天線，直徑80厘米，建于1992年，20年來持續(xù)觀測太陽，覆蓋全頻和17GHz波段。
太陽能磁流體動力學(xué)波隨時間變化的強(qiáng)度分布表明太陽黑子的活動，主要集中在低緯度地區(qū)。黑子主要分布在北緯30度以南、南緯30度以北，接近60度的寬度。從北緯60°S緯度范圍到北緯60度帶附近的北緯90度以南范圍，極地地區(qū)活動顯示了與黑子的強(qiáng)相關(guān)性。請注意射電波段已經(jīng)觀察到在低緯度地區(qū)存在強(qiáng)磁場，太陽活動區(qū)的轉(zhuǎn)移范圍，將繼續(xù)在赤道方向移動。形成的路徑圖被稱為蝴蝶圖。
結(jié)論
20年來已合成的圖像數(shù)據(jù)來看，射電成像的太陽活動區(qū)圖像和蝴蝶圖，在該波段有一定的變化。正如前文所說，這是否意味著日冕邊緣的輪廓強(qiáng)度有所變化還有待進(jìn)一步的觀測。太陽南北極地區(qū)是射電明亮的，與磁場的強(qiáng)度圖顯示了良好的相關(guān)性(蝴蝶圖磁場)。在這些觀測結(jié)果中，低緯度地區(qū)出現(xiàn)的活動性已經(jīng)減少。這表明低緯度地區(qū)的活動是一個緩慢的活動，緯度越高活動越劇烈。
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