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长期以来,太阳高层大气的加热问题一直是太阳物理研究上的疑难问题。在观测发现太阳高层大气(色球和日冕层)的温度反而超过光球层温度之后,这种异常的高层大气加热问题随之产生,但是在太阳物理研究界尚未出现一个定论。
考虑太阳高层大气加热机制时,现在通常把太阳高层大气的非磁区域和磁性区域分开,在非磁区域中,认为是光球层湍流产生的声波传输能量进行加热。而在磁性区域中的加热,由于磁结构本身复杂,所以既存在MHD波的作用,还有磁重联的影响。在发现太阳高层大气存在各种磁场结构后,理解磁能量的传输和耗散的机制,成为解决日冕加热,太阳耀斑爆发,以及日冕物质抛射等问题的关键。
我们利用美国SDO太阳动力学天文台的视向磁场的数据,选取了去年发生了大耀斑的AR1093活动区,对该活动区的磁通量,磁通量变化率以及磁感应强度变化率逐一进行研究,发现了如下规律:
(1)太阳活动区的磁通量和磁感应强度总是处于不断的变化之中,但变化幅值不大。
(2)太阳活动区的总磁通量的极值滞后于耀斑爆发开始时刻约10分钟,耀斑爆发过程是总磁通量减小的过程。总磁通量变化率与耀斑爆发没有明显瞬时关系,在耀斑爆发前上升,耀斑爆发后下降。
(3)太阳活动区的正磁通量的极值与耀斑爆发开始时刻是同步的,在耀斑爆发前正磁通量上升,耀斑爆发后下降,但是变化程度较小。总量值要小于宁静时间的正磁通量。正磁通量变化率的极小值与耀斑爆发开始时刻同步,均值也小于宁静时间的正磁通量变化率。
(4)太阳活动区的负磁通量的极值与耀斑爆发开始时刻是同步的,在耀斑爆发前负磁通量增加,耀斑爆发后下降。负磁通量变化率的极值与耀斑爆发无明显瞬时关系,而且量值要小于宁静时间内的负磁通量变化率。
(5)太阳活动区的磁感应强度的正变化率在耀斑爆发前增加,耀斑爆发后下降,其极值与耀斑爆发的开始时刻同步。爆发前的磁感应强度正变化率要大于耀斑爆发阶段的磁感应强度正变化率,而耀斑爆发后的磁感应强度正变化率最小。
(6)太阳活动区的磁感应强度的负变化率的极值滞后于耀斑爆发开始时刻约4分钟。耀斑爆发前宁静时间内的磁感应强度的负变化率与耀斑爆发阶段的磁感应强度的负变化率相差不大,而耀斑爆发的磁感应强度负变化率则小于耀斑爆发阶段的磁感应强度的变化率。
(7)太阳活动区的磁感应强度的绝对值变化率比耀斑爆发开始时刻提前约2分钟,耀斑爆发前的磁感应强度的绝对值变化率最大,而耀斑爆发后宁静时间内的磁感应强度的绝对值变化率最小。
(8)在焦耳定律基础上计算得到活动区由磁感应强度变化率产生的太阳高层大气的加热率约为6.752×1011W,与Hirayama计算得到的加热率相近,足以提供高层大气加热所需的能量。