Investigation of Umbral Dots with the New Vacuum Solar Telescope
本影点（UDs）是在太阳黑子本影中观测到的孤立的小亮斑。它们是存在于本影内部的对流现象。根据UDs在本影中的位置，通常将其分为中心UDs（CUDs）和外围UDs（PUDs）。我们的目的是研究UD的性质，分析它们之间的关系，并进一步发现这些性质是否依赖于本影磁场强度。因此，我们选择了中国云南天文台富县太阳天文台的\textit{New Vacuum Solar Telescope}在最佳视宁条件下拍摄的四个活动区（AR）的高分辨率TiO图像。四个AR（NOAA 11598、11801、12158和12178）包含六个太阳黑子。共确定了1220个CUD和603个PUD。同时，利用\textit{Solar Dynamics Observatory}上的\textit{Helioseismic and Magnetic Imager}拍摄的太阳黑子矢量磁场的径向分量，分析了UD特性与本影磁场强度之间的关系。我们发现，直径和寿命的UD表现出增加的趋势与亮度，但速度不。此外，直径、强度、寿命和速度取决于周围的磁场。CUD的直径被发现更大，CUD更明亮，它的寿命更长，它的运动在弱的阴影磁场环境中比在一个强的慢。
2015-12-22 astro-ph.SR
Properties of Umbral Dots as Measured from the New Solar Telescope Data and MHD Simulations
我们研究了在中等大小的太阳黑子中检测到的明亮的本影点（UD），并将其统计特性与最近的MHD模型进行了比较。该研究基于大熊太阳天文台新太阳望远镜记录的高分辨率数据和太阳黑子的3D MHD模拟。使用自动检测代码，在46分钟长的数据集中检测和跟踪观察到的生存时间超过150 s的UD。在光球（低色球）数据中共检测到1553（620）个UD。我们的主要发现是：i）所分析的UD中没有一个是精确圆形的，ii）直径-强度关系仅在明亮的阴影区域中成立，以及iii）UD速度与它们的寿命成反比。虽然几乎所有的光球UDs都可以在低色球层图像中识别，但一些小的紧密间隔的UDs在低色球层中作为单个集群出现。在低色球和光球中似乎都存在慢移动和长寿命的UDs，而在光球图像中主要检测到快移动和短寿命的UDs。与3D MHD模拟的比较表明，平均而言，两种类型的UD显示非常相似的统计特征。然而，i）每单位面积上观测到的UD的平均数量小于模型UD的平均数量，并且ii）平均而言，模型UD的直径略大于观测到的直径。
2011-11-17 astro-ph.SR
Physical Characteristics of Umbral Dots Derived from a High Resolution Observation
本研究的目的是利用最新的高分辨率观测资料重新研究本影点的物理参数，为科学认识其形成和演化做出贡献。在这项研究中，我们应用了一种粒子跟踪算法来检测2015年6月14日由古德太阳望远镜（GST）观测到的NOAA AR 12384中的UD。我们分析了平均位置分布，位置依赖性，和检测到的总2892 UD的一般属性分别在其生命周期和周期性行为，只有选定的10个长寿的UD。我们发现，i）最亮、最大、最快和最椭圆的UD倾向于位于本影-半影边界处，而它们的寿命不显示任何有意义的位置依赖性，ii）所有检测到的UD的平均动态速度约为（0.76 km/s），iii）从寿命最长的354个UD获得的轨迹显示它们通常具有向内运动，iv）选择的10个长寿命UD通常具有相似的周期性行为，显示8.5-32、3.5-4.1、1.5-1.9和1.1-1.3分钟的周期性，v）通常，检测到的UD具有椭圆形状，平均偏心率为0.29，标准偏差为0.11，vi）较大的UD往往更椭圆且更动态。
2020-04-16 astro-ph.SR
Characteristic Dependence of Umbral Dots on their Magnetic Structure
2007年3月1日，日野太阳光学望远镜在NOAA 10944的一个稳定黑子中观测到了本影点。观测程序包括蓝色连续图像和Fe I 630 nm线的光谱偏振分布。一个自动检测算法的UDs应用于2小时的连续蓝色连续图像，并使用所获得的数据，计算的寿命，大小和自行车的UDs。黑子的磁结构是通过对分光偏振剖面的反演得到的。计算了UD的参数（大小、寿命、出现率、自行）与磁场（场强、倾角、方位角）的相关性，结果表明：（1）UD的寿命和大小几乎不变，与其出现处的磁场强度无关; (2)随着出射点的场倾角的增大，UDs的运动速度增大。(3)在强倾斜场区，UDs的运动方向几乎平行于磁场的水平分量方向，而在弱倾斜场区，UDs几乎没有自行。我们的结果描述了太阳黑子磁对流的基本性质。我们将讨论我们的结果与Schussler & Vogler（2006）和Rempel等人（2009）最近的MHD模拟进行比较。
2009-07-16 astro-ph.SR
Proper Motions of Sunspots' Umbral Dots at High Temporal and Spatial Resolution
为了深入分析太阳黑子本影的光度特性，我们研究了太阳光学望远镜日之出观测到的单个太阳黑子内靠近盘中心的本影点（UD）等小特征的自行。我们考虑水平流的高精度和细节，研究在短时间间隔内的UDs的瞬态运动行为。首先利用点扩散函数对蓝色连续图像进行去卷积，从而精确地去除杂散光，提高原始分辨率。将多个图像共同相加以提高信噪比，保持合理的时间分辨率并检查结果是否可再现。傅立叶局部相关跟踪技术被应用到新的校正的时间序列的图像，和水平速度图得到的整个本影和高分辨率的小区域的本影研究的最小细节的速度场。我们使用了两种不同的高斯跟踪窗口（0.8arcsec和0.2arcsec），这揭示了两种类型的水平运动的阴影功能。首先，一个全球性的内部半影和周边本影向内运动的中心部分被揭示为一个整体的自行明亮的周边精细结构。第二，运动匹配的小细胞内的最黑暗的部分的本影与明显的汇和源区被揭示，这表明可能的上升流和下降流出现在不同的明亮和黑暗的位置没有一个明确的答案，他们的亮度识别与对流或浮力细胞。
2018-07-15 astro-ph.SR
Observations of Umbral Dots and their Physical Models
日之出卫星以其高的空间分辨率和时间稳定性，为太阳黑子的研究开辟了一个新的时代。太阳黑子中的精细尺度结构，即本影点，是近距离观测磁对流的热点之一。本文根据最近的文献，对UDs的观测性质进行了简要的回顾。出生在本影周边的UD表现出向内迁移，其速度与磁场倾角呈正相关。长寿命的UD往往更大更亮，而UD的寿命与其背景磁场强度无关。UD倾向于通过与局部强场区域碰撞而消失或停止其自行运动。UD的空间分布在本影上是不均匀的，但优选地位于细胞图案的边界处。从我们的二维相关性分析中，我们测量了细胞边界的特征宽度（~0.5”）和细胞的大小（~6”）。然后，我们进行了一个简化的分析，以获得统计的UD分布是随机的或集群使用日之出蓝色连续图像。我们发现了一个线索，UDs变得不那么密集，更密集的后期阶段的太阳黑子。这些结果可能与黑子次表层结构的演化变化有关。基于这些观测结果，我们将通过磁对流的数值模拟来讨论它们的物理模型。
2014-07-17 astro-ph.SR
Structures in compressible magnetoconvection and the nature of umbral dots
在强垂直磁场中对可压缩磁对流进行的理想化数值实验中所观察到的结构与在太阳黑子本影的观测或现实数值模拟中所检测到的结构存在重要差异。为了阐明这些差异的起源，我们提出了一系列理想化的3D可压缩磁对流实验，不同于以前的实验在几个细节，使他们更接近现实的太阳条件。初始垂直磁场B 0施加在一个时间快照的充分发展的类太阳湍流对流层的稳定层从上面的边界。在松弛到统计稳定状态时，检查流场和磁场的结构。而不是强有力的颗粒对流（GRC）众所周知发生在磁化或弱磁化对流，为高值的B 0热量是由小尺度对流（SSC）的形式传输的狭窄，持续的对流柱组成的细长的上升流伴随着相邻的下降流补丁，这是让人想起的“convectons”在早期的半解析模型。对于中等的磁场强度，磁通分离（FXS）观察：孤立的无场夹杂物的GRC嵌入在一个强磁化等离子体与SSC。在SSC和FXS制度之间，确定了一个过渡制度（F/S），其中对流动态演变成多段粒状夹杂物和背部。我们的结果在某些方面比早期的理想化模型更接近观察到的本影结构，因为它们确实重现了紧邻狭窄对流柱的强烈局部、片状下降流。根据最近对太阳黑子本影点的观测，我们认为在某些情况下，太阳黑子本影的条件与新发现的F/S过渡区相对应。
2016-03-05 astro-ph.SR
Temporal Evolution of Velocity and Magnetic Field in and around Umbral Dots
我们研究的时间演变的本影点（UD）使用的CRISP成像分光偏振计在瑞典1米太阳望远镜的测量。在稳定的大气条件下以63 s的节奏进行磁敏感630 nm铁谱线的扫描71 min。这些观测结果使我们能够以接近0.13”的分辨率研究UD内部和周围的磁场和速度。通过对339个UDs的分析，我们得出以下结论：（1）UDs显示出明显的上升流迹象，与磁流体动力学（MHD）模拟结果一致。相比之下，我们无法找到系统的下行流信号。只有在非常深的层，我们检测到局部的下行流周围的UD，但他们不坚持的时间。(2)我们证实，UD表现出较弱的和更倾斜的领域比他们的周围，如前所述。然而，具有高于2000 G的强场或处于衰减阶段的UD显示出增强的和更垂直的场。（3）从半影颗粒中分离出来的UDs在迁移前沿有增强场，似乎它们的运动受到环境场的阻碍。(4)寿命长的UD以较慢的自行运动行进更长的距离。我们的结果似乎证实了最近数值模拟本影磁对流的某些方面（例如，在UD中存在上行流），而不是其它（例如，UD位置处磁场的系统性减弱。）
2012-07-24 astro-ph.SR
Morphology and evolution of umbral dots and their substructures
通过对磁对流的数值模拟，预测了本影点的暗带和拖尾等亚结构。我们分析了一个6小时23分钟的时间序列的宽带图像的一个大的本影在活动区域NOAA 10634，1米瑞典太阳望远镜，在602 nm左右的波长带收购。该系列的43分钟部分用MFBD方法重建，达到0.14”的空间分辨率。我们测量亮度，大小，寿命和水平速度的各种阴影结构。大多数（90%）的UD和微弱LB中的亮点状特征分裂和合并，它们的中位寿命为3.5或5.7分钟，这取决于分裂或合并事件是否被认为是它们寿命的结束。不分裂或合并的模糊LB中的UD和特征两者都明显小于（0.15”）所有特征的平均大小（0.17”）。本影明亮的小尺度特征的水平运动要么指向本影，要么沿着平均水平速度为0.34公里/秒的微弱LB。速度超过0.4 km/s的特征主要出现在本影的外围。在四个明亮的中央UD（CUD）中测量的暗泳道的强度比CUD的峰值强度低0.8倍。暗泳道的宽度可能小于分辨率限值0.14”。UDs亚结构变化的特征时间约为4 min。我们观察到与PUDs相连的窄（0.14”）亮暗丝。通常，一条深色和两条明亮的细丝形成0.4”宽的尾巴，附着在一个PUD上，类似于短的深色核心半影细丝。我们的研究结果表明，位于明亮半影丝尖端的PUD和PG之间的相似性。在数值MHD模拟中看到的功能是一致的，我们的观察暗线CUDs和尾巴连接到PUDs。
2009-07-24 astro-ph.SR
The Role of Sunspots Magnetic Configuration in the Formation of Umbral Fine-Structures
本研究利用Hinode的光谱偏振数据分析AR 10923太阳黑子侵入半影纤维区域的磁场，发现本影对齐磁场结构易在半影纤维前缘形成运动本影点，提出磁重联导致磁场重排并释能，进而促进本影精细结构频繁形成。
2024-05-14 astro-ph.SR
Localised plumes in three-dimensional compressible magnetoconvection
在太阳黑子的本影区，对流通常被强烈的垂直磁场所抑制。然而，对流在这些地区并没有完全被抑制：明亮的特征，被称为本影点，可能与弱的，孤立的对流羽流有关。受观测到的本影点的启发，我们进行了三维可压缩磁对流的数值模拟。通过以下解决方案分支到亚临界参数制度（一个区域的参数空间中的静态解决方案是线性稳定的对流扰动），我们发现，它是可能的，以产生一个解决方案，其特征在于由一个单一的，孤立的对流羽流。这种解决方案是类似于稳定的磁流体动力学对流，以前已经发现在二维计算。这些结果可以在定性意义上与本影点的观察有关。
2010-09-29 astro-ph.SR
A Modified Multi-Level Tracking Scheme for the Detection of Sunspot Umbral Dots
Physical Research Laboratory（物理研究实验室）；Udaipur Solar Observatory（乌代浦尔太阳观测站）
提出一种改进的多层跟踪方法，通过改变阈值条件并利用局部强度极大值来检测太阳黑子本影点，得到更小的有效直径和填充因子，但强度直方图与常规方法几乎一致。
2026-05-26 astro-ph.SR
Investigations of small-scale magnetic features on the solar surface
太阳活动受磁场控制，磁场也会导致太阳辐照度的变化，进而影响地球上的气候。磁场以大小差别很大的结构形式表现出来。本论文主要研究两类已知的最小磁特征：第一部分研究黑子本影点的性质。所获得的本影点属性提供了一个显着的确认最近的磁流体动力学模拟的结果。观测和模拟结果表明，本影点与周围环境的不同之处主要在光球层的最低层，那里的温度升高，磁场减弱。此外，本影点的内部显示出较强的上升流速度，周围是较弱的下降流。这种定性的一致性进一步加强了本影点作为翻转对流的局部柱的解释。论文的第二部分研究亮点，这是小规模的亮度增强在较暗的粒间巷宁静的太阳产生的磁通量浓度。本论文使用了球载太阳望远镜日出的观测数据。首次确定了重要紫外光谱范围内亮点的对比度。观测数据与磁流体动力学模拟的比较显示出密切的对应关系，但只是在仔细考虑了有限的光谱和空间分辨率的影响之后。发现98%的合成亮点与几乎垂直的千高斯场有关。
2013-07-09 astro-ph.SR
On the Collective Magnetic Field Strength and Vector Structure of Dark Umbral Cores Measured by the Hinode Spectropolarimeter
我们研究了2006年11月至2012年11月期间由Hinode分光偏振仪（SP）测量的7530个太阳黑子阴影和孔。我们主要寻求确认Penn和Livingston发现的太阳黑子本影的平均磁场强度的长期长期下降（2011年，IAU Symp. 1998年至2011年，273，126人。从全斯托克斯-米尔恩-爱丁顿反演中获得的优秀的SP光度特性和全矢量磁场测定被用来解决所有影核的磁场强度和亮温的相关特性。我们发现磁场强度和本影温度（和连续对比度），以及本影半径和磁场强度之间的非线性关系。使用消除歧义的矢量数据，我们发现，在影核中测得的方位角反映了组织弱影响乔伊定律。大量的本影显示出与早期太阳活动周期相似的对数正态分布的光谱。受太阳活动周振幅和本影大小与地核磁场强度之间的非线性关系的影响，地核磁场强度的分布与太阳活动周的相关性较弱，最适合于偏正态分布。然而，平均磁场强度并未显示出显著的长期趋势。
2015-05-21 astro-ph.SR
The Observational Evidence for the Internal Excitation of Sunspot Oscillations Inferred from the Fe I 5435 A Line
在太阳黑子色球层中，经常可以观察到速度的本影振荡。它们的来源被认为是外部p模驱动或磁对流的内部激发。尽管经常考虑p模驱动的可能性，但很少研究内部激发。我们报告的振荡模式，可能是密切相关的事件的内部激发从两个太阳黑子的温度最低区域的速度振荡的观测识别。这些速度是根据Fe I 5435 A线的光谱数据确定的，这是一条对磁不敏感的线，由大熊太阳天文台1.6米古德太阳望远镜的快速成像太阳光谱仪拍摄。结果，我们确定了4个相干大小为2.0 * 10 ^-3 km的振荡模式，这些振荡模式清晰地识别了约7.9分钟，振幅为9.3 * 10^-2 km/s。这些中心的振荡功率集中在3分钟波段。所有的振荡中心都位于以上的本影点进行明显的形态和动力学的变化，可以被视为一个可观察到的签名的小尺度磁对流内的本影。我们的研究结果支持这样的观点，即磁对流与太阳黑子内的本影点可以驱动3分钟的本影振荡。
2019-06-05 astro-ph.SR
Dynamics in Sunspot Umbra as Seen in New Solar Telescope and Interface Region Imaging Spectrograph Data
我们分析了太阳黑子振荡使用界面区域成像光谱仪（IRIS）狭缝颚和光谱数据和窄带色球图像从新太阳望远镜（NST）的主要太阳黑子在NOAA AR 11836。我们报道了在观测期间，Mg Ⅱ k2796.35 μ m和Si Ⅳ 1393.76 μ m谱线形成能级所测得的激波到达时间之差发生了变化，峰-峰延迟从40~s到0。色球层震动强度也有一个长周期（约20分钟）的变化. NST的高空间分辨率\ha \数据使我们能够得出结论，在这个太阳黑子中，本影闪光（UF）以沿着光桥和本影亮点集群延伸的狭窄亮道的形式出现。时间序列还表明，紫外线更喜欢出现在太阳黑子中心一侧的光桥，这可能表明存在一个紧凑的亚光球驱动器的太阳黑子振荡。在IRIS色球层和过渡区数据中看到的太阳黑子本影在光桥位置和暗本影被本影点簇点缀的区域上方显得明亮。太阳动力学观测站上的大气成像装置的同空间和同时间数据表明，相同的位置与日冕环的明亮足点有关，这表明光桥可能在加热日冕黑子环方面发挥重要作用。最后，功率谱分析表明，色球和过渡区振荡的强度显着变化的本影和高度，这表明本影的不均匀性和太阳黑子磁场的结构可能发挥作用，在波的传播和加热的本影环。
2014-11-02 astro-ph.SR
Spectropolarimetry with CRISP at the Swedish 1-m Solar Telescope
CRISP（Crisp Imaging Spectro-Polarimeter）是瑞典1米太阳望远镜上的新型分光偏振仪，它为太阳偏振测量开辟了新的视角。CRISP在Fe I 6302 A谱线上的空间分辨率（0.13”）优于Hinode，并且通过后处理达到了类似的偏振灵敏度，是对Hinode机载SP分光偏振仪的补充。我们提出了一些数据，我们在我们的2008年6月的运动和LTE反演的孔包含本影点的初步结果。
2009-02-24 astro-ph.SR
The Source of Three-minute Magneto-acoustic Oscillations in Coronal Fans
我们使用高空间，光谱和时间分辨率的图像，获得使用地面和空间为基础的仪器，调查在太阳大气中的许多高度观察到的波现象之间的耦合。强度振荡3分钟，观察到包括光球本影点结构，与功率至少三个数量级高于周围的本影。同时色球速度和强度的时间序列揭示了一个87 \pm 8度异相行为，这意味着存在的驻波模式创建的过渡区边界的部分波反射的结果。平均蓝移多普勒速度约为1.5公里/秒，加上光球和色球振荡现象之间的时间滞后，证实了在太阳低层大气中存在向上传播的慢模波。在日冕扇结构中检测到EUV强度的振荡，周期为172 \pm 17 s，传播速度为45 \pm 7 km/s。数值模拟表明，磁声波列的阻尼主要是由热传导引起的。日冕扇被认为是锚定到光球的位置，大振幅的本影点振荡的表现。导出的动力学温度和排放测量时间序列显示出突出的异相特性，当与先前建立的亚声波速度相结合时，我们得出结论，所观察到的EUV波是在太阳低层大气中检测到的向上传播的磁声慢模的日冕对应物。因此，第一次，我们揭示了3分钟的磁声波在太阳日冕结构中的传播是如何发生在光球本影点的振幅增强的直接结果。
2012-08-15 astro-ph.IM astro-ph.SR
Horizontal flow fields observed in Hinode G-band images III. The decay of a satellite sunspot and the role of magnetic flux removal in flaring
耀斑活动区NOAA 10930提供了一个发展中的三角洲黑子和一个相反极性的衰变卫星黑子。本研究的目的是描述卫星太阳黑子的光度衰减及其周围光球和色球水平自行的演变。我们应用当地的相关跟踪技术，以16小时的时间序列的日出G波段和CAIIH图像和研究的水平自行在附近的卫星太阳黑子在2006年12月7日。解相关时间计算，以衡量强度和流量图中的太阳功能的寿命。我们观察到剪切流在卫星太阳黑子的主要本影核心。一旦半影消失，这些流动就消失了。这种缓慢的半影衰变在11小时内的平均速率为152 Mm 2/天。从自相关分析得到的强度特征的典型寿命对于颗粒化为3- 5分钟，对于G带亮点为25- 3 - 5分钟，对于半影、阴影和孔为200- 235分钟。长寿命强度特征（即，主要的本影核心）与黑子北部的长期流动特征无关，在那里，通量消失、缓慢衰减的半影和高达1公里/秒的持续水平流动都有助于黑子的侵蚀。最后，磁场拓扑结构的重组是一个同源的M2.0耀斑的原因，它与前一天的X6.5耀斑有许多共同的特征。尽管三角洲斑点在耀斑中的突出作用，我们得出结论的基础上，卫星黑子的分解，周围流场的演变，和M2.0耀斑的时间，消失的磁通量在衰变的卫星黑子中发挥了工具性的作用，触发同源M2.0耀斑和一个小的H α灯丝的爆发。
2012-07-26 astro-ph.SR
Research progress based on observations of the New Vacuum Solar Telescope
本文介绍了2010年投入使用的一米新真空太阳望远镜（NVST）的主要科学成果。NVST是世界上最大口径太阳望远镜之一，位于中国云南省抚仙湖畔，旨在为太阳物理学家提供高分辨率的光球和色球观测数据。根据NVST的数据和来自太空的补充观测（例如，Hinode，SDO和IRIS等），发表了数十篇科学论文，涉及的主题广泛，主要集中在精细尺度磁结构的动力学和活动及其在活动区磁丝和耀斑爆发中的作用。这些成果包括光球亮点、本影点、半影波和太阳黑子/光桥振荡的动力学特征，小尺度磁重联的观测证据，以及磁重联的精细尺度动力学结构。所有这些新的结果将有助于更好地了解太阳爆发活动。数据发布，观测建议，和未来的研究课题进行了介绍和讨论。
2019-10-21 astro-ph.SR
Horizontal flow fields observed in Hinode G-band images IV. Statistical properties of the dynamical environment around pores
使用Hinode/SOT观察到的高分辨率G波段图像的广泛数据库是使用先进的数字图像处理技术获得孔隙统计特性的独特资源。该研究基于两个数据集：（1）从2006年10月25日至2013年8月31日的近七年的单个G波段图像推断的光度和形态特性。(2)水平流场已来自356个一小时序列的G波段图像使用LCT为较短的时间内，从2006年11月3日至2008年1月6日，包括13个活动区。总共7643/2863（单个/时间平均）孔隙构建了统计分析的基础。在第23个太阳活动周期的深谷期，在南半球的低纬度地区优先观测到气孔。这种不平衡在第24个周期的上升过程中逆转，此时孔隙从高纬度迁移到低纬度。在安静的太阳G波段图像中很少遇到孔隙，只有大约10%的孔隙孤立存在。通常，孔不呈现圆形形状。当椭圆拟合到孔时，半长轴和短轴的典型纵横比为3：2。较小的孔隙（超过三分之二小于5微米^2）往往更圆，其边界也不那么波纹化。孔隙的面积和周长均服从对数正态分布。强度的频率分布可以通过代表暗分量和亮分量的两个高斯来再现。明亮的特征类似于阴影点，甚至光桥覆盖了约20%的毛孔面积。平均径向剖面在归一化半径R_N = r /R_pore = 2.1处出现强度峰值，然后在R_N= 2.3处出现发散最大值，在R_N= 4.6处出现水平速度径向分量的最大值。孔隙内的分歧是负的。
2014-01-20 astro-ph.SR
The role of the Lorentz force in sunspot equilibrium
本研究通过观测与模拟对比，发现太阳黑子沿方位角的磁拓扑接近磁流体静力学平衡，洛伦兹力涨落与精细结构相关，从而解释了黑子的长期稳定性。
2025-05-29 astro-ph.SR
