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        天文地理

        2018-09-29 01:22:36
        科學(xué)中國人 2018年16期
        關(guān)鍵詞:日冕變體中國科學(xué)院

        日冕加熱研究進(jìn)展

        南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院丁明德教授課題組與美國蒙大拿州立大學(xué)物理系Dana Longcope教授課題組合作,在日冕加熱機(jī)制研究方面取得研究進(jìn)展,相關(guān)關(guān)成果發(fā)表于Nature Communications。日冕加熱是天體物理中的經(jīng)典難題之一。利用衛(wèi)星觀測資料測量出活動區(qū)冕環(huán)的“非理想”速度,即冕環(huán)的實(shí)際運(yùn)動相對于“凍結(jié)”在理想等離子體上所產(chǎn)生的額外“滑動”。這個速度正比于磁重聯(lián)的速率,據(jù)此可推導(dǎo)出加熱冕環(huán)的能流密度。在流體靜力學(xué)平衡條件下,可以進(jìn)一步推導(dǎo)出冕環(huán)的溫度和密度分布,重構(gòu)出整個日冕。該項(xiàng)研究證明了脈沖式的重聯(lián)事件是加熱活動區(qū)日冕的有效機(jī)制。

        冕環(huán)“非理想”速度的測量和能流密度的計(jì)算(圖片來源于南京大學(xué))

        實(shí)際觀測的日冕與模型計(jì)算的日冕的比較(圖片來源于南京大學(xué))

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        中國科學(xué)院國家天文臺天體豐度與星系演化研究團(tuán)組邢千帆博士與趙剛研究員利用郭守敬望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)光譜巡天數(shù)據(jù),對太陽鄰域F和G型矮星的鎂元素豐度進(jìn)行了詳細(xì)研究。該研究發(fā)表于《皇家天文學(xué)會月刊》。研究者在銀河系厚盤中發(fā)現(xiàn)了吸積成分的存在,這些恒星具有異常偏低的鎂元素豐度,并表現(xiàn)出較大的軌道偏心率和極大銀心距,是銀河系并合周圍矮星系的遺跡,為富氣體并合模型描述的厚盤形成機(jī)制提供了觀測上的支持。該研究進(jìn)一步分析了厚盤恒星的軌道偏心率分布,與基于富氣體并合模型的數(shù)值模擬結(jié)果相一致,為該模型提供了觀測上的支持。

        日珥大幅度振蕩的多波段觀測進(jìn)展

        中國科學(xué)院紫金山天文臺太陽活動的多波段觀測研究團(tuán)組張擎旻副研究員等在日珥大幅度振蕩研究領(lǐng)域取得進(jìn)展,研究論文發(fā)表于The Astrophysical Journal。太陽磁場在各種爆發(fā)活動中起著關(guān)鍵作用。研究者利用地面和空間望遠(yuǎn)鏡的高分辨率和多波段觀測資料,對典型的大幅度日珥振蕩事件(水平、垂直和縱向振蕩)進(jìn)行詳細(xì)的個例分析,研究了振蕩的觸發(fā)機(jī)制(暗條通道內(nèi)的磁重聯(lián)、日冕噴流和極紫外波)、振蕩參數(shù)(振幅、周期、衰減時標(biāo)等)隨時間和空間的變化以及日珥磁場的診斷。揭示了日珥振蕩觸發(fā)機(jī)制的多樣性、振蕩行為的復(fù)雜性和磁場診斷方法的有效性。

        一種限制耀變體高能輻射區(qū)位置的新方法

        中國科學(xué)院云南天文臺高能天體物理研究組的閆大海副研究員、王建成研究員和華中科技大學(xué)的吳慶文教授等提出了一個新方法來限制耀變體(Blazar)噴流中的高能輻射區(qū)位置,該成果發(fā)表于The Astrophysical Journal。耀變體是一類特殊的活動星系核(AGN),它具有一個指向地球的相對論性噴流,具有從射電到甚高能(TeV)伽馬射線的電磁輻射,表現(xiàn)出許多極端的物理特性。研究人員結(jié)合光學(xué)波段的觀測資料對兩個耀變體進(jìn)行分析研究,結(jié)果表明對于有快速光學(xué)光變的耀變體,該方法可以非常有效地限制耀變體噴流中的高能輻射區(qū)位置。

        黃土高原自然和人為植被恢復(fù)模式下高精度土壤水分補(bǔ)給機(jī)制研究

        中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所金釗研究員及其合作者選擇黃土高原西峰南小河溝對比小流域董莊溝和楊家溝為研究對象,研究了小流域在長期的自然(植被自然恢復(fù))和人為(人工植樹造林)植被恢復(fù)模式下降雨補(bǔ)給土壤水分的閾值條件和影響因素,即多大的降雨才能入滲到土壤的問題。研究論文發(fā)表于Hydrological Processes。文章認(rèn)為,針對自然恢復(fù)和人工造林這兩種黃土高原最為重要的植被恢復(fù)模式,生態(tài)效益存在權(quán)衡,徹底否定任何一種模式都是不科學(xué)的,自然恢復(fù)有利于水資源的平衡,但在控制侵蝕和削減暴雨洪水方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)弱于人工林地。針對黃土高原的植被生態(tài)建設(shè),需要采用更為全面科學(xué)的評估方法和指標(biāo)。

        自然草地和人工森林小流域不同降雨強(qiáng)度下水分補(bǔ)給的土層深度。15個降雨過程(P1-P15)被劃分為4組,每一組對應(yīng)不同的降雨強(qiáng)度和水分入滲深度特征,圓圈的大小表示降雨的強(qiáng)度,圓圈的顏色表示水分入滲的深度。(圖片來源于中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所)

        西峰南小河溝對比小流域董莊溝(自然草地小流域)和楊家溝(人工森林小流域)(圖片來源于中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所)

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        中國科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所研究員熊東紅團(tuán)隊(duì)基于成都山地所元謀站的原位溝頭小區(qū)開展了相關(guān)的放水沖刷模擬實(shí)驗(yàn),基于實(shí)驗(yàn)?zāi)M了溝頭下游不同植被帶長度對溝頭小區(qū)徑流及侵蝕過程的影響;相關(guān)論文發(fā)表于Land degradation &development。溝蝕是一種劇烈的土壤侵蝕形式,而植被對溝蝕的控制效益存在“降低侵蝕為主”和“增加沉積為主”的分歧。沖溝溝頭是溝蝕發(fā)育最活躍的區(qū)域。綜合來看,溝頭下游溝床的植被帶的主要作用是有效降低溝床的侵蝕產(chǎn)沙,其作用機(jī)制是通過植被對徑流的分流效應(yīng)結(jié)合根系固土效應(yīng)共同作用的結(jié)果。

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