太阳耀斑中Neupert效应的统计研究与X射线成像算法的测试

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太阳耀斑过程中,大量粒子在短时间内被加速到高能,这些粒子随后在太阳大气中产生一系列耀斑现象和次级效应,高能X射线的观测有助于理解耀斑能量释放和传输过程。Neupert效应的定性描述是耀斑中脉冲分量(硬X射线、微波暴)与渐变分量(软X射线发射)之间存在因果关系。根据经典Neupert效应的定量描述推论,硬X射线发射(表征非热电子注入)结束时软X射线发射应该立刻达到极大。但以往的观测发现,一些耀斑软X射线峰值时间(t2)明显晚于硬X射线结束时间(t1)(τ=t2-t1,τ>0),热与非热之间存在明显的偏离经典Neupert效应的情况。为了研究偏离经典Neupert效应的事件,我们在2002-2015年间的RHESSI和GOES耀斑列表中,按照25-50 keV光变简单、软X射线有对应发射峰等判据,共选择了 276个耀斑样本,统计了这些耀斑的τ分布、环长d(用双足点源之间的距离来表征)与τ的关系。结果显示:(1)有227个耀斑τ>0,即有约82%的耀斑偏离经典Neupert效应;(2)τ与d之间存在一定的线性相关,即环越长,软X射线极大的时间越延后;(3)似乎存在一个临界距离,当环长小于临界距离时,经典Neupert效应成立。我们利用这批数据还做了耀斑一些其他参数的统计,发现等离子体温度极大的时间与硬X射线结束时间(t1)相当。这些结果印证了修正Neupert效应的必要性,有助于理解耀斑爆发中的能量过程。硬X射线成像仪(HXI)是我国第一颗太阳综合探测卫星ASO-S上三大载荷之一,它采用空间调制傅里叶变换成像的原理进行成像。为了更好开发HXI/ASO-S的成像算法,我们利用RHESSI提供的分析软件,考察了不同成像算法的特点。共选择了三种空间形态(点、环和双足点)的源,测试了 RHESSI的10种算法,发现(1)Clean算法能很好消除旁瓣,但对源的形状细节的展示较差;(2)EM和MEM更适合扩展源,比如环状源;(3)Pixon、VIS CS、VIS WV可用于点源与环状源同时存在的情况;(4)Forward Fit受参数的约束,环、扩展源形状差,点源影响不大;(5)不同算法对光子流量影响不大;这些结果对开发HXI成像算法提供了参考,但由于样本还较少,仍需要更多研究推进。
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