The solar magnetic field since 1700: I. Characteristics of sunspot group emergence and reconstruction of the butterfly diagram
我们使用的太阳黑子群的历史记录,由英国皇家格林尼治天文台编制的太阳黑子数一起导出太阳黑子群出现的周期相位和强度的依赖性的统计特性。特别是,我们讨论了太阳黑子群的纬度,经度,面积和倾斜角的函数的周期强度和时间在太阳活动周期。利用这些经验特征,根据Wolf和群黑子数重建了1700年以后的太阳黑子群出现时纬图(蝴蝶图)。这种重建将有助于研究太阳磁场的长期演化。
2011-02-07 astro-ph.SR
Numerical Simulation of Solar Magnetic Flux Emergence Using the AMR--CESE--MHD Code
太阳内部的磁通量出射到大气中被认为是形成太阳活动区和驱动太阳爆发的关键过程。由于观测能力的限制,通量涌现过程的研究通常采用数值模拟的方法。在本文中,我们开发了一个数值模型来模拟扭曲的磁通量管出现从对流区的电晕使用AMR-CESE-MHD代码,这是基于自适应网格加密的守恒元解元法。我们的模拟结果与以前许多类似的初始条件,但使用不同的数值代码的结果一致。在早期阶段,通量管在磁浮力的驱动下从对流区上升,直到接近光球层。出现在那里减速,随着磁通量的堆积,磁浮力不稳定性被触发,这使得磁场部分进入大气层。与此同时,光球层中出现了两个逐渐分离的极性集中区,通过涡旋和剪切运动将磁场和能量输送到大气中。相应地,日冕磁场也被重塑为包含薄电流层的S形配置,这类似于活动区的典型喷发前磁场配置。这样一个数值框架的磁通量出现,建立将适用于未来的调查,如何太阳爆发开始在磁通量出现活跃区。
2022-10-23 astro-ph.SR
Two-step Emergence of the Magnetic Flux Sheet from the Solar Convection Zone
我们进行了二维MHD模拟的太阳通量出现。我们将对流区的初始磁通量片设置为z=-20,000 km。通量片上升通过对流层由于帕克不稳定性,然而,减速光球下方,因为等离子体的通量片堆积由于对流稳定的光球以上。同时,光球层内的通量面局部不稳定到Parker不稳定,并进一步演化为日冕(两步涌现模型)。我们进行了一个参数调查,以调查这个两步模型的条件。我们发现形成活动区的磁通量可能经历了两步出现。两步出现的条件是在对流区z=-20,000 km处的10^21 - 10^22 Mx和10^4 G。
2010-03-23 astro-ph.SR
The relationship between flux emergence and subsurface toroidal magnetic flux
描述次表面环向场演化的1-D平均场方程可以与观测到的表面径向场一起用于模拟次表面环向通量密度。我们的目标是测试这个模型,并确定观测推断的表面环向场(作为通量出现的代理)和模拟的地下环向通量密度之间的关系。我们使用太阳黑子面积观测的组合,从WSO的视线磁场观测推断的表面环向场,并比较与1-D平均场的次表面环向场的演化方程的结果,所观察到的径向场从国家太阳天文台/基特峰和SOLIS观测驱动。我们推导出校准曲线的次表面环向磁通密度观测到的表面环向场强度和太阳黑子面积。校准曲线是两个制度,一个对应于短暂的区域出现的蝴蝶翅膀外,另一个活跃的区域出现的蝴蝶翅膀。我们讨论了这两种类型的通量出现的大小和垂直速度。
2019-09-15 astro-ph.SR
High-resolution Observations of Small-scale Flux Emergence by GST
最近的观测表明,新兴的通量区,构成了太阳活动区的早期阶段,包括大量的小尺度磁性元素的出现。它们又相互作用,合并,形成成熟的太阳黑子。然而,由于观测设备的限制,对光球精细磁结构的亚弧秒分辨率观测非常罕见。在这项工作中,利用1.6米古德太阳望远镜的高分辨率,我们共同分析了2017年7月13日NOAA AR 12665的矢量磁场,连续图像和Hα观测,目的是了解小尺度通量出现的特征,以及它们在光球和色球层中出现时的大气响应。在0.1”到0.2”的高分辨率下,我们的结果证实了两种小尺度磁通量的出现:与新形成的颗粒相关联的磁通量片的出现和传统的磁通量环的出现。在宽带TiO直接成像,我们观察到,这两种类型的磁通出现与变暗的颗粒边界,而只有磁通片拉长颗粒沿新兴的磁场的方向和横向扩展。对于10- 15分钟的寿命,两种类型的羽化的总羽化垂直通量为10 $^{18}$ Mx。垂直场和水平场的大小在通量片中是相当的,而在通量环中前者更强。Hα观测揭示了在磁环出现的事件中,机翼中的瞬时增亮,这很可能是埃勒曼炸弹的特征。
2020-09-14 astro-ph.SR
Emergence of magnetic flux sheets in the quiet Sun. I. Statistical properties
本研究利用Hinode和SST望远镜数据开发两步法,首次统计分析宁静太阳中覆盖米粒的磁通量片层浮现事件,量化其频率及对光球磁通量收支的贡献,并揭示其与各类米粒现象的关联及回收磁通量的潜在作用。
2025-01-29 astro-ph.SR
The emergence of magnetic flux and its role on the onset of solar dynamic events
大量的太阳动力学事件,如活动区的形成、喷流的发射和爆发的发生,往往与从太阳内部到表面和上方的磁通量的出现有关。在这里,我们提出了一个简短的审查发病,驱动和/或触发这样的事件的磁通量出现。我们简要地描述了一些关键的观测实例,理论方面和数值模拟,对揭示太阳动力学和活动相关的通量出现的机制。我们表明,重要的物理过程,如剪切和磁场线在新兴的通量区域或其附近的重联的组合,可以在各种时间和空间尺度上的太阳动力的一些最动态的现象。根据以前和最近的观测和数值研究,我们强调,在大多数情况下,这些过程都不能单独驱动并触发向太阳大气层和空间释放大量能量的爆炸现象,如耀斑,喷流和大规模喷发(例如CME)。此外,还必须考虑新兴磁场的物理特性(例如,强度、通量量、与相邻和预先存在的磁场的相对取向等)。以便更好地了解磁通量出现在太阳动力学事件开始时的确切作用。
2019-04-12 astro-ph.SR
Roles of photospheric motions and flux emergence in the major solar eruption on 2017 September 6
我们研究了活动区(AR)12673的磁场演化,该活动区在2017年9月6日产生了过去十年中最大的太阳耀斑。快速磁通出现是这种AR最突出的特征之一。我们分别从剪切和编织磁力线的光球切向流(剪切螺旋度)和将扭曲的磁通量平流到日冕的正常流(出现螺旋度)计算磁螺旋度。结果表明,大爆发前日冕中的出射螺旋度为$-1.6\times10^{43}~Mx^2$,而剪切螺旋度为$-6\times10^{43}~Mx^2$,约占总螺旋度的79%.剪切螺旋度通量是占主导地位的整个调查出现阶段。我们的研究结果表明,出现的领域最初包含相对较低的螺旋度。更多的螺旋度是由剪切和会聚流作用于先存和新兴通量而形成的。剪切运动随着磁通量的出现而增强,特别是在核心场区的极性反转线两侧。垂直流的演化表明,大多数强电流并没有出现在最初的磁通量的出现,这意味着大多数新兴的磁通量可能不是强载流。核心场区的螺旋形磁场(磁绳)可能是光球长期运动的结果。剪切和会聚运动是在磁通量出现的驱动下连续产生的。AR 12673是一个代表,因为光球运动贡献了AR中大部分的非势能,并具有强烈的通量出现。
2018-10-31 astro-ph.SR
How Reconnection-Unfavored Magnetic Flux Emergence Suppresses Solar Filament Eruptions
本研究通过观测2016年一次暗条下方的磁通量浮现事件,发现浮现的磁双极与暗条磁场重连,减小向上净力,从而抑制暗条爆发,为磁浮现的双重作用提供了直接证据。
2025-05-23 astro-ph.SR
A statistical study of magnetic flux emergence in solar active regions prior to strongest flares
本文统计100个M5.0级以上耀斑活动区爆发前2至3天的磁通量浮现类型,发现近期浮现并非强耀斑的必要或充分条件,但耀斑活动区的浮现速率通常更快。
2024-02-28 astro-ph.SR
Granular-Scale Elementary Flux Emergence Episodes in a Solar Active Region
我们分析了在AR 11024出现期间两个54分钟内拍摄的Hinode航天器的数据。我们专注于小规模的部分内观察到的太阳活动区,并发现非常独特的小规模和短暂的黑暗功能的Ca II H色球过滤图和斯托克斯我的图像的外观。这些特征出现在纵向磁场接近于零的区域,并且在它们最终消失之前观察到长度增加。当暗特征逐渐消失时,在低色球层谱线中检测到能量释放。在时间序列的磁图中,观测到一个发散的双极结构,伴随着暗特征和亮特征的出现。观测到的现象被解释为证明在太阳大气中的元素通量出现,即小规模的拱丝系统上升到较低的色球层与几个太阳颗粒的长度尺度。增亮被解释为色球加热的签名所引发的重新连接的上升环路(一旦他们达到色球高度)与预先存在的磁场,以及重新连接/取消事件中的U-环段出现的蛇形字段。我们研究的时间演化和动态的事件,并将它们与出现在安静的太阳区域和蛇形磁通出现签名检测到的活动区域的磁回路。阐述了本研究中提出的颗粒尺度通量出现的新特征,我们提出了蛇纹石通量出现的方案。
2012-03-29 astro-ph.SR
Tests of Dynamical Flux Emergence as a Mechanism for CME Initiation
目前的日冕物质抛射(CME)模型将它们的下边界设置在日冕的下部。他们没有准确地计算从对流区到磁主导日冕的自由磁能的转移,因为他们使用运动学边界条件模拟通量出现的影响,或者简单地假设通量在这些高度出现。我们测试的重要性,包括动态磁通量出现在CME模拟,在2.5D,出现的次表面通量管到不同的日冕磁场配置。我们研究了有多少自由磁能,剪切磁场的形式,从对流区输送到日冕,以及是否动态磁通出现可以驱动日冕物质抛射。我们发现,在通量出现的过程中,可以形成多个日冕通量绳,虽然它们携带了一些剪切场进入日冕,但大部分剪切场被限制在低层大气中。日冕中不到10%的磁能是在剪切场中,这一点,加上日冕通量绳带来大量致密物质的事实,意味着它们不会爆发。我们的研究结果有显着的影响,所有的日冕物质抛射模型依赖于从低层大气到日冕的自由磁能的转移,但没有明确的模型,这种转移。这种对通量出现和CME的研究是及时的,因为我们有新的能力用Hinode和SDO观察这一点,因此可以根据观测结果测试模型。
2010-08-03 astro-ph.SR
Formation of a tiny flux rope in the center of an active region driven by magnetic flux emergence, convergence, and cancellation
通量绳被认为是太阳爆发的核心结构,对空间天气具有重要意义,但其形成机制仍存在很大争议。我们报告了2018年8月24日在活动区域环团下方形成的微小通量绳。结合多台仪器的高质量多波长观测,我们详细研究了光球层、色球层和日冕中的事件。在源区,连续出现两个正极性(P1和P2),表现为两个孔隙(A和B)是明确的。有趣的是,P2和孔B慢慢接近P1和孔A,这意味着磁通量会聚。在出现和会聚期间,P1和P2相继与出现的较小负极性(N3)相互作用,这导致连续的磁通量抵消。结果,叠加的环被剪切得更厉害,最后演变成一个微小的扭曲通量绳,这可以通过一个短暂的反S形S形、具有蓝移和红移特征的扭曲细丝和一个热通道来证明。结果表明,活动区中心微小磁绳的形成与光球层中连续的磁通量产生、汇聚和抵消密切相关。因此,我们认为,磁通量的出现,收敛和取消的微小磁绳的形成是至关重要的。
2020-09-11 astro-ph.SR
Detection of Flux Emergence, Splitting, Merging, and Cancellation of Network Fields. II Apparent Unipolar Flux Change and Cancellation
在这个系列的第二篇论文中,我们研究了出现频率的明显单极过程,取消,并出现补丁结构在安静的地区。根据我们的定义,明显的单极事件比取消和出现的频率要高得多,这与Lamb et al.(2013)一致。此外,我们调查的频率分布的变化通量在表观单极过程中,发现他们集中在检测限的分析。将这些发现与我们之前的论文Iida et al.(2012)的结果相结合,合并和分裂比出现和消除更占主导地位,这些结果支持以下理解:表观单极过程实际上是与低于检测限的斑块相互作用,并且在本分析中的通量范围和低于检测限的通量范围之间仍然存在许多通量相互作用。我们还研究了抵消过程中通量减少的发生频率分布。我们发现了一个相对较强的依赖性,2.48 $\pm$ 0:26作为幂律指数。这种对通量的强烈依赖性与前一篇论文中提出的模型是一致的。
2015-10-16 astro-ph.SR
Recurrent flux emergence from dynamo-generated fields
我们研究了大尺度磁场的出现。该场是由螺旋强迫函数驱动的湍流产生的。扭曲的拱廊状场结构被发现出现在湍流区上方的外部。磁场结构的时间序列显示周期性的等离子体团喷射。
2010-08-31 astro-ph.SR
Extended statistical analysis of emerging solar active regions
利用太阳动力学天文台(SDO)日震磁成像仪(HMI)的视向磁图观测资料,研究了太阳活动区的极性分离、磁通量、磁通量出现率、扭曲和倾斜。极性分离和最大磁通量的活动区域的功能依赖性是在一个简单的模型,作为浮力的结果通量出现一致。我们的调查没有发现任何强烈的依赖性的出现率的扭曲性能的活动区。
2018-11-29 astro-ph.SR
Multiwavelength study of a Solar Eruption from AR NOAA 11112 I. Flux Emergence, Sunspot Rotation and Triggering of a Solar Flare
我们分析了2010年10月16日发生在活动区(AR)NOAA 11112附近的一个巨大的暗条系统的M2.9/1 N耀斑的多波长观测。SDO/HMI磁图揭示了耀斑事件前50小时出现的双极(在现有的AR内)。在出现的过程中,双极中的正负黑子都表现出平移和旋转运动。正极性黑子表现出明显的西南/顺时针方向的运动/旋转,并不断推动/滑动周围的相反极性场区。另一方面,负极性太阳黑子向西/逆时针方向移动/旋转。正极性的太阳黑子旋转约70度。在30小时内,而负极性~20 °。10小时内。SDO/AIA 94 EUV图像显示,日冕中出现的通量管与HMI中出现的双极相一致。在耀斑脉冲阶段观测到了一个高速的等离子体团抛射(速度~1197 km/s),这表明出现的正极性黑子与周围的反极性场区发生了磁重联。整个AR显示耀斑事件前的正螺旋度注入。此外,新出现的偶极揭示了负(左手)螺旋性的签名。这些观测结果提供了独特的证据,从光球层以下到日冕高度的扭曲通量管的出现触发耀斑的主要原因是由于出现的正极性黑子与附近的负极性黑子之间的相互作用,通过出现的正极性黑子向负极性黑子的剪切运动。我们的观测结果也有力地支持了这样一种观点,即旋转很可能是由于扭曲磁场的出现,正如最近的模型所提出的那样。
2012-10-12 astro-ph.SR
Observations of solar small-scale magnetic flux-sheet emergence
目标。Moreno-Insertis等人(2018)最近在他们的数值模拟中发现了两种类型的通量出现:磁环和磁片出现。虽然在过去几年中,通过利用地面望远镜和卫星的高分辨率全斯托克斯数据,已经很好地记录了磁环的出现,但磁片的出现仍然是一个研究不足的过程。我们在这里报告的第一个明确的观测证据的磁性片的出现和发展。方法.利用SIR码反演了Hinode分光偏振计的全斯托克斯光谱,以获得太阳大气参数,如温度、视线速度和全磁场矢量信息。结果我们分析了在宁静太阳互联网中观测到的一个磁通量出现事件。在大规模出现线性极化之后,一个水平磁通量密度高达194 Mx/cm $^{2}$的磁片在低光球层中盘旋,跨越2至3弧秒的区域。通过斯托克斯反演得到的磁场方位角清楚地显示了横向磁通量密度出现的有组织的结构。在磁通量-薄片下方的颗粒将结构撕裂,留下出现的磁通量以在颗粒的边缘处形成几个磁环。结论.大量具有强水平磁场的磁通量通过埋藏的磁通量和对流运动的相互作用浮出地表。磁通量在10分钟内出现,并且我们发现在$\sim$ $10^{18}$ Mx量级的足点处的纵向磁通量。这是一个到两个数量级大于已报告的小规模磁回路。对流将新出现的磁通量以颗粒尺度馈送到预先存在的磁种群中。
2019-01-17 astro-ph.SR
Magnetic Flux Emergence and Decay Rates for Preceder and Follower Sunspots Observed with HMI
我们使用空间天气日震磁成像仪活动区域补丁数据量化了2010-2014年10个活动区域内的前导(p)和跟随(f)太阳黑子的出现和衰减率。太阳黑子是小到中等大小的区域,并且在$(1.1-6.5)\times 10^{21}$ Mx的单极太阳黑子内包含有符号的通量。包括谱斑在内的区域内的净无符号通量范围为$(5.1-20)\times 10^{21}$ Mx.计算速率时有和没有强度等值线,以区分太阳黑子的形成和通量的出现。用强度等值线计算的p(f)斑点的符号通量出现率平均为$6.8$(4.9)$\times 10^{19}$ Mx h $^{-1}$,而衰变率为$-1.9 (-3.4)\times 10^{19}$ Mx h $^{-1}$。对于平均峰值通量为$5.9 \times 10^{21}$ Mx的区域(包括谱斑),平均带符号通量出现率为$7.1 \times 10^{19}$ Mx h $^{-1}$。使用这些结果和其他先前报道的合成,有一个明显的趋势,较大的通量区域出现的速度比较小的。观察到的出苗率($dϕ/dt$,Mx h $^{-1}$)量表,总有符号峰值通量$\tildeϕ_{max}$为幂律,指数为0.36,即,$dϕ/dt = A \tildeϕ_{max}^{0.36}$。观察到的速率可能有助于约束模拟中的边界和初始条件,这些模拟已经证明了具有较高浮力和扭曲的通量…
2017-05-05 astro-ph.SR
Simulation of a flux emergence event and comparison with observations by Hinode
我们研究的观测签名的通量出现在光球使用合成数据从一个扭曲的通量管出现的三维MHD模拟。在出现过程中的几个阶段被认为是。在每一个阶段,我们计算合成斯托克斯光谱的两个铁线Fe I 6301.5 <$和Fe I 6302.5 <$和退化的数据的空间和光谱分辨率的Hinode的SOT/SP。然后,根据观测实践,我们应用米尔恩-爱丁顿型反演的合成光谱,以检索各种大气参数,并与最近的Hinode观测结果进行比较。在出现序列中,谱线采样上升通量管的不同部分,揭示其扭曲结构。从模拟中得到的磁场水平分量与观测值接近。光球层中通量管的扁平化是由辐射冷却引起的,这减缓了通量管上升到太阳上层大气的速度。与观测结果一致,上升的磁化等离子体在出现序列的大部分时间内产生了谱线的蓝移。
2009-10-29 astro-ph.SR
Loss of toroidal magnetic flux by emergence of bipolar magnetic regions
在11/22年的太阳活动周期中,太阳对流区的环形磁场的极性会周期性地反转。在有助于消除“旧极性”环形磁通量的各种过程中,出现了在太阳表面形成双极区的通量环。我们量化的损失,地下净环向通量通过这个过程。为此,我们确定了一个单独的新兴双极环的贡献,并表明它是不受表面通量运输后出现。与扩散过程的线性一起,这意味着可以通过将所有出现的双极磁性区域的贡献相加来获得总通量损失。由此产生的净环向通量的总损失率在活动最大值期间为1.3 X 10^{15} Mx/s,在活动最小值期间为6.1 X 10^{14} Mx/s,其中短暂区域分别贡献约90%和97%。这一速率与观测推断的进入行星际空间的环形通量损失率一致,对应于地下环形通量的衰减时间约为12年,也与基于湍流扩散率的简单估计一致。因此,通量出现的环向通量损失是太阳对流区净环向通量预算的相关贡献。由于通量出现的环形通量损失率与湍流扩散的预期一致,并且相应的衰减时间与太阳周期的长度相似,这是理解太阳周期和太阳内部动力学的重要限制。
2020-02-13 astro-ph.SR
On Signatures of Twisted Magnetic Flux Tube Emergence
Okamoto {\it et al.}({\it Astrophys. J. Lett.} {\bf 673},215,2008;{\it Astrophys. J.} {\bf 697},913,2009)已经将极性的变化宽度和水平磁场分量的反转的光球观测解释为活动区域内和沿着其内部极性反转线(PIL)的扭曲通量管的出现的特征。沿着PIL观察到一个灯丝,并假设活动区具有拱形结构。为了研究这种情况,MacTaggart和Hood({\it Astrophys. J. Lett.} {\bf 716},219,2010)构建了出现在上覆拱廊中的扭曲圆柱体的动态通量出现模型。Okamoto {\it et al.} (2008,2009年)存在于模型中,尽管它们的基本物理机制不同。该模型还产生了两个额外的签名,可以通过观察来验证。第一个是在PIL两侧光球层中无符号磁通量的增加。第二个是与扭曲通量管出现相关的特征光球流剖面的行为。我们在AR 10953中寻找这两个签名,并发现沿着PIL出现扭曲通量管的负面结果。相反,我们解释的光球行为沿PIL指示光球磁抵消驱动的流量从占主导地位的太阳黑子。虽然我们反对通量出现在这个特定的区域内,工作表明理论和观测之间的重要关系,成功地发现和解释的签名通量出现。
2011-05-04 astro-ph.SR
Modelling magnetic flux emergence in the solar convection zone
当磁通量环出现在太阳光球层时,两极磁区就形成了。我们的目的是调查通量出现过程中的颗粒对流模拟。特别是,我们的目标是确定的情况下,磁浮力提高通量出现率(否则仅由对流上升流驱动)。我们使用三维数值模拟,解决可压缩磁流体动力学方程的水平周期笛卡尔域。将水平磁通量管插入充分发展的流体动力学对流中。我们系统地改变初始场强,管的厚度,沿管轴的初始熵分布和磁雷诺数。在中等磁雷诺数的低磁普朗特数区(Pm<1),我们发现通量管总是对对流扰动有一定的敏感性。然而,较强的通量管往往比较弱的通量管更有效地保持其结构。在最强的初始场情况下,磁浮力确实增强了通量出现率,并且当我们增加通量管的宽度时,这种增强变得更加明显。这也是在较高的磁雷诺数的情况下,虽然通量出现率通常较低,在这些较少耗散的模拟,因为对流干扰的通量管是更有效的,在这些情况下。这些模拟似乎是相对不敏感的初始条件的精确选择:对于一个给定的流量,磁通管的演变主要是由初始磁场分布和磁雷诺数。
2012-08-08 astro-ph.SR
Response of the solar atmosphere to flux emergence: With emergence-driven prominence formation
本研究通过2.5维磁流体动力学模拟,探究了不同强度和角度的浮现通量与背景磁场的相互作用,揭示了磁重联驱动多结构形成的规律,提出了通量浮现供给注入的新型日珥形成机制,为太阳爆发研究提供了新见解。
2025-05-06 astro-ph.SR
Multiple eruptions from magnetic flux emergence
在本文中,我们研究了一个环形的磁通量管出现到磁化日冕的影响,重点是大规模的喷发。磁场的方向是这样的,即两个通量系统相遇时几乎是反平行的。我们遵循系统的动态演化求解三维MHD方程使用拉格朗日重映计划。发现多处喷发。触发机制的物理进行了讨论,并与著名的喷发模型。
2009-10-14 astro-ph.SR
Detection of the Horizontal Divergent Flow prior to the Solar Flux Emergence
人们普遍认为,太阳活动区(包括黑子)是由深对流层中出现的磁通量形成的。在以往的数值模拟中,我们发现在光球高度上,在通量出现之前,会出现水平辐散流。本文报道了在NOAA AR 11081的流量出现之前的HDF检测,它位于远离磁盘中心。我们使用SDO/HMI数据研究的多普勒和磁模式的时间变化,从那些参考安静的太阳。结果,发现HDF出现在焊剂出现之前约100分钟。此外,在这段时间间隔内,HDF的水平速度估计为0.6 ~ 1.5 km/s,最高可达2.3 km/s。HDF是由等离子体从上升的磁通量中水平逃逸引起的。HDF与磁通量出现之间的时间间隔可能反映了太阳表面下的磁通量从不稳定性开始到进一步出现的等待时间。此外,SMART Halpha图像显示,色球斑出现约14分钟后,位于与光球孔共空间。这表明这些谱斑是由等离子体沿着磁场向下流动引起的,磁场在它们的足点处连接孔隙。观察HDF的一个重要性可能是预测几个小时内出现的太阳黑子的可能性。
2012-04-03 astro-ph.SR
Detection of flux emergence, splitting, merging, and cancellation of network field. I Splitting and Merging
通过自动检测方法研究了超颗粒边界上磁补丁过程的频率,即磁通出现、分裂、合并和抵消。我们使用一组视线磁图采取的太阳光学望远镜(SOT)上的日之出卫星。我们在数据集中发现了1636个正斑和1637个负斑,其持续时间为3.5小时,视场为112”\times 112”。磁过程的总数如下:493个正分裂和482个负分裂,536个正合并和535个负合并,86个取消和3个出现。出现和取消的总数明显小于分裂和合并的总数。此外,合并和分裂过程的磁通量含量的频率依赖性进行了研究。合并对磁通量的依赖性很弱,只有0.28的幂律指数.发现分裂的时间尺度与分裂前的母焊剂含量无关,其对应于\sim 33分钟。它也被发现,补丁分裂成任何流量内容具有相同的概率。这种分裂具有指数为-2的通量含量的幂律分布作为与时间无关的解。这些结果支持了通量含量的频率分布在分析通量范围内迅速维持合并和分裂,即表面过程。基于这一思想,我们提出了一个消除和出现的频率分布模型。
2012-04-24 astro-ph.SR
Acceleration of Solar Eruptions via Enhanced Torus Instability Driven by Small-Scale Flux Emergence
本文通过数据约束MHD模拟发现,太阳活动区局部小尺度磁通量浮现虽不显著改变爆发前演化,但能通过增强非线性阶段环面不稳定性增长显著加速太阳爆发,且该作用与衰减指数分布无关。
2025-07-04 astro-ph.SR
Three-dimensional magnetohydrodynamic simulation of the solar magnetic flux emergence: Parametric study on the horizontal divergent flow
太阳活动区是由对流带深部的磁通量产生的。最近的卫星观测表明,就在磁通量出现之前,太阳表面有一个水平发散流(HDF)。本研究的目的是调查HDF的驱动程序,并看到HDF对流区的磁通量的参数的依赖性。我们进行三维磁流体动力学(3D MHD)数值模拟的磁通量的出现,并在初始条件下改变参数。还采用分析方法来解释这种依赖关系。水平气体压力梯度被认为是HDF的主要驱动力。最大HDF速度与电场强度和扭转强度呈正相关。HDF持续时间与扭曲的关系很弱,而它只在较强的场区的情况下表现出对场强的负依赖性。在这项研究中分析的参数依赖性可以让我们通过观察HDF的特性来探测地下磁通量的结构。
2013-03-19 astro-ph.SR
Properties of Solar Ephemeral Regions at the Emergence Stage
首次以\emph{Solar Dynamics Observatory}观测到的2988个短暂区域为样本,对短暂区域的性质进行了统计研究,并定量确定了其在羽化阶段的参数。在羽化过程中,有三种运动学表现,即:偶极片的分离、ER的磁质心的移动和ER的轴的旋转。平均出现持续时间、流量出现率、分离速度、移动速度和角速度分别为49.3 min、2.6 $\times$ 10 $^{15}$ Mx s $^{-1}$、1.1 km s $^{-1}$、0.9 km s $^{-1}$和0 $\degr$. 6 min $^{-1}$。在羽化结束时,平均磁通量、分离距离、移动距离和旋转角分别为9.3 $\times$ 10 $^{18}$ Mx、4.7 Mm、1.1 Mm和12 $\degr$ .9。电流变磁通量越大,出现时间越长,出现速率越高,两极分离越远,分离速度越低,位移距离越大,电流变位移越慢,转速越低。然而,旋转角度似乎不取决于磁通量。不仅在开始时刻,而且在结束时刻,ER在北半球和南半球都是随机取向的。此外,无论是逆时针旋转还是顺时针旋转的赤道都不占南北半球的主导地位。
2013-12-02 astro-ph.SR
Solar-Cycle Variation of Newly Emerging Coronal Holes during Solar Cycle 24
UPES(尤皮斯大学);New Mexico State University(新墨西哥州立大学)
本研究编制第24太阳活动周新现日冕洞目录,发现其出现率与太阳黑子数负相关,为开放磁通量演化提供观测约束。
2026-08-26 astro-ph.SR
Understanding Active Region Emergence and Origins on the Sun and Other Cool Stars
本文综述太阳及冷恒星活动区通量浮现的研究进展,结合观测约束修正了对其驱动机制的认知,并提出未来可通过观测与模拟解决相关开放问题。
2023-06-10 astro-ph.SR
Large-scale 3D MHD simulation on the solar flux emergence and the small-scale dynamic features in an active region
我们进行了三维磁流体动力学模拟,研究了从太阳对流区-20,000 km处通过光球层和色球层到日冕的扭曲磁通量管的出现。初始管的中间部分被赋予密度赤字,以煽动浮力出现。当管接近表面时,它水平延伸,并由于管前面的光球而形成平坦的磁性结构。进一步的日冕爆发是由于光球场的不稳定性,最终在表面上形成了几个磁穹。新的发现是,在光球磁图中观测到垂直磁元的多次分离事件,它们反映了交换不稳定性。分离的元素被发现聚集在活动区域的边缘。然后这些聚集的元素显示剪切运动。这些特征非常令人联想到活动区的观测。在上述模拟结果的基础上,我们提出了一个理论图片的流量出现和形成的活动区,解释的观测特征,如多次分离的光斑和剪切运动。
2012-01-13 astro-ph.SR
Buildup of Magnetic Shear and Free Energy During Flux Emergence and Cancellation
我们研究模拟通量的出现和取消,这表明了一个复杂的过程,积累的自由磁能在太阳日冕必不可少的爆发事件,如日冕物质抛射(CME),灯丝喷发和耀斑。表面和日冕中的流速沿极性反转线(PIL)表现出一致的剪切模式,这与磁极的旋转一起,建立了磁剪切。PIL上方的系链切割重联则产生更长的剪切磁场线,这些线延伸到更高的日冕中,在那里形成S形结构。最重要的是,重联和向上的能量通量转移被发现发生,即使磁通量是淹没,似乎在光球取消。模拟的日冕场与相应的日冕势场的比较图示地显示了在磁通量出现和太阳黑子形成期间非势场的发展。
2012-05-16 astro-ph.SR
Magnetic helicity transported by flux emergence and shuffling motions in Solar Active Region NOAA 10930
本文提出了一种新的方法,它可以分别通过光球下螺旋磁场线的通过和先存日冕磁力线足点的洗牌运动来确定磁螺旋度的输运。众所周知,只有垂直于磁场的速度分量($\upsilon_{\perp B}$)才对螺旋度累积有贡献。在这里,我们证明了$\upsilon_{\perp B}$可以从水平运动和矢量磁图中推导出来,根据D $\acute{e}$ moulin & Berger(2003)提出的一个简单的$\upsilon_t = μ_t + \frac{\upsilon_n}{B_n} B_t$关系。然后将$\upsilon_{\perp B}$分为两个分量,一个是切向分量,另一个是垂直于太阳表面的分量,我们就可以确定螺旋度输送的两项。以NOAA 10930活动区为例,利用日之出光学望远镜的分光偏振仪和窄带滤光成像仪的观测资料,分析了活动区在日面中心通过过程中的变化。我们发现,在我们的计算中,由通量出现和洗牌运动的螺旋度注入具有相同的符号。在研究期间,螺旋度积累的主要贡献来自于通量涌现效应,而动力学瞬态演化则来自于洗牌运动效应。我们的观测结果进一步表明,对于这一AR,后续黑子的视旋转运动才是太阳表面真正的洗牌运动。
2012-03-09 astro-ph.SR
Solar Eruptions Triggered by Flux Emergence Below or Near a Coronal Flux Rope
本文通过MHD模拟研究磁通量浮现触发日冕磁绳爆发的条件,识别出三种演化机制,并探讨了浮现磁通量位置和方向对爆发触发的影响。
2023-12-21 astro-ph.SR
Filament Activation in Response to Magnetic Flux Emergence and Cancellation in Filament Channels
我们做了比较分析,显示出相当不同的激活,在响应于细丝通道内的通量出现的两个细丝。利用太阳动力学天文台(SDO)和全球振荡网络组(GONG)分别于2013年8月17-20日和9月29日对这两个暗条进行了观测分析。第一个事件表明,当活动区(AR)出现时,暗条的主体被分成两部分,活动区的最大磁通量约为6.4*10^21 Mx。暗条和开放的AR扇形环中亮线的紧密相邻和共同方向表明这两个通量系统具有相似的磁连通性。在AR开始出现后3天内,丝的平衡没有被破坏。据我们所知,以前从未报道过类似的观察结果。在第二次事件中,出现的磁通量出现在暗条的倒钩附近,最大磁通量为4.2*10^20 Mx,比第一次事件的磁通量小一个数量级。新出现的磁通驱动了倒钩附近两个寄生极性贴片的收敛,并导致寄生极性和附近网络场之间的抵消。在开始出现后约20小时,丝状体完全爆发。我们的研究结果表明,新兴的灯丝通道内的流量的位置可能是至关重要的灯丝的演变。如果在倒刺附近出现磁通出射,则容易发生磁通出射与暗条磁场的抵消,从而可能导致暗条喷发。两次事件的比较表明,整个AR的出现可能仍然不足以破坏暗条系统的稳定性,并且只有在通量抵消开始后才会发生实际的喷发。
2015-04-05 astro-ph.SR
The Relationship Between Plasma Flow Doppler Velocities and Magnetic Field Parameters During the Emergence of Active Regions at the Solar Photospheric Level
利用太阳和日光层观测站(SOHO)上的迈克尔逊多普勒成像仪(MDI)获得的资料,统计研究了活动区出现期间光球层等离子体流多普勒速度与磁场参数之间的关系。我们调查了224个新兴的活动区与不同的空间尺度和位置的太阳盘。本文分析了活动区出现的最初几个小时的下列关系:(1)峰值负多普勒速度与活动区在太阳盘上出现的位置的关系;(2)峰值等离子体上升和下降多普勒速度与活动区在太阳盘中心附近出现的磁通量增长率和磁场强度的关系(等离子体流的垂直分量); iii)峰值正和负多普勒速度与磁通量增长率和磁场强度的活动区出现在临边附近(等离子体流的水平分量); iv)磁通量增长率与出现的磁通量密度的关系; v)在活动区出现的最初几个小时内的多普勒速度和磁场参数,其中总无符号磁通量处于其发展的最大值。
2012-12-16 astro-ph.SR
The Suppression and Promotion of Magnetic Flux Emergence in Fully Convective Stars
现在,在越来越多的冷恒星上观察到表面磁性的证据。发电机产生的磁场是如何穿过对流区形成星点的,其详细方式仍不清楚。通过假设磁场束可以由理想化的薄通量管(TFT)表示,已经获得了对这种通量出现机制的一些见解。Weber & Browning(2016)最近研究了单个通量管如何通过有效地将TFT嵌入代表完全对流恒星的随时间变化的流中,在0.3太阳质量的M矮星中演化。我们扩大这项工作的启动通量管在不同的深度在上50-75%的恒星,以采样不同的对流模式和差分旋转在这个地区。具体而言,我们评论的作用,差分旋转和随时间变化的流量在抑制和促进的磁通量出现的过程。
2017-03-15 astro-ph.SR
A Tale of Two Emergences: Sunrise II Observations of Emergence Sites in a Solar Active Region
2013年6月,第二次“日出”飞行任务所载的两台科学仪器详细目睹了一个小规模的磁通量出现事件,这是一个活跃区域诞生的一部分。成像磁仪实验(IMaX)记录了光球Fe I谱线的偏振滤波图中的两个小(~5弧秒)出现的通量斑块。与此同时,日出滤波成像仪(SuFI)捕捉到了磁场在太阳低层大气中的高度动态色球响应。这一事件的偶然捕捉提供了一个更近距离的观察活动区域出现地点的内部运作。特别是,它细致地揭示了上升的磁场如何与颗粒相互作用,因为它们穿过太阳表面,在向上的旅行中拖动光球等离子体。等离子体在上升的磁场中沿着磁场线滑动,在足点处形成快速向下流动的通道。这种材料的重量将这个场以半规则的空间间隔锚定在表面上,以波动的方式塑造它。最后,磁重联使磁场能够从光球锚中释放出来,使它能够继续向更高的层航行。这个过程释放出的能量照亮了拱丝系统,并加热了周围的色球层。
2016-10-11 astro-ph.SR
Detection of flux emergence, splitting, merging, and cancellation in quiet Sun
我们通过自动检测来调查磁活动的频率,即通量出现、分裂、合并和消除,以了解Parnell等人(2009)报告的磁通量幂律分布的产生。本文利用Hinode/ SOT在Na I线上观测到的太阳静磁图。研究的补丁范围从10^{17}Mx到10^{19}Mx。出现和取消比合并和分裂少得多。分裂的时间尺度被发现是~33分钟,是独立的通量中包含的分裂补丁。此外,磁补丁分裂成任何磁通量的内容具有相同的概率。结果表明,这样的碎裂过程导致一个分布的幂律指数-2。合并对通量含量的依赖性很弱,只有-0.33的幂律指数。这些结果表明:(1)磁斑通过分裂、合并和微小抵消而破碎;(2)在这些破碎之后,通量通过微小抵消从光球中移除。
2012-01-23 astro-ph.SR
The Emergence of a Twisted Flux Tube into the Solar Atmosphere: Sunspot Rotations and the Formation of a Coronal Flux Rope
我们提出了一个三维模拟的动态出现的扭曲的磁通量管从太阳对流层的顶层到太阳大气和日冕。据发现,在短暂的初始阶段的磁通量出现期间,两极的双极区域成为分离和相交的光球管成为垂直的,显着的旋转运动设置在每个极性内。两个极性的旋转运动被发现扭曲了出现的字段的内部场线,使他们改变他们的方向成一个相反的配置(即从负极性指向正极性的中性线)。结果,在日冕中形成了具有S形、浸入的芯场的磁通绳,并且随着磁通绳足点的扭曲继续,磁通绳的中心在日冕中以增加的速度上升。两极的旋转运动是非线性扭转阿尔芬波沿着通量管传播的结果,它将显著的扭曲从通量管的内部部分传输到其扩张的冠状部分。这是一个基本的过程,其中扭曲的通量绳在日冕中发展,并增加扭曲和磁能,导致太阳爆发。
2009-03-06 astro-ph.SR
Sequential eruptions triggered by flux emergence - observations and modeling
我们描述和分析观测太阳动力学天文台的出现一个小的,双极活跃的区域内的单极磁通量,被包围的圆形,静止的灯丝。在开始出现的仅仅8小时内,暗条部分分裂,并发生了两次连续的日冕物质抛射。我们认为,这三个动态事件发生的结果,新兴的两极和预先存在的日冕磁场之间的特定磁重联情节。为了证实我们的解释,我们考虑三维磁流体动力学模拟模型出现的磁通量在附近的一个大规模的日冕通量绳。模拟定性再现了大多数的重联事件所建议的意见,以及顺磁分裂,第一次爆发,并形成剪切/扭曲的领域,可能发挥了作用,在第二次爆发。我们的研究结果表明,新兴的磁通量相对于背景的磁配置的位置是一个至关重要的因素所产生的演变,而以前的结果表明,参数,如方向或新兴的磁通量的量是很重要的。这就对预测由通量出现引发的喷发的发生提出了挑战,需要通过数值模拟对相关参数空间进行详细调查。
2018-06-29 astro-ph.SR
Flux emergence in a magnetized convection zone
本文研究了发电机磁场对扭曲磁通量绳上浮和出现的影响,以及它们对全球外部磁场的影响。我们运行三维MHD数值模拟使用ASH代码和分析的动态演变的浮力通量绳从底部的对流区,直到出现后的阶段。该模型的全球性质非常粗略和不准确地代表了浮力上升的局部动态,但允许研究全球效应的影响,如自洽产生的差异旋转,纬向环流和科里奥利力。虽然受到太阳背景的启发,但这个模型不能被认为是磁结构兴起及其在太阳中出现的现实模型,因为太阳的局部动力学完全不同。初始阶段的浮力上升的性质与以前的研究很好的协议。然而,背景发电机场的相互作用的影响变得越来越大的磁通绳的发展。在穿过CZ的浮力上升期间,磁通绳的磁场强度和比例为$rho^a$,与$a\lesssim 1$。流速、密度和海流的增加先于所有边界的通量出现。磁绳相对于背景磁场的几何形状、纬度和相对取向影响上升速度、纬向流振幅(在磁绳内发展)和相应的表面特征。这会影响相关的表面剪切和坡印亭通量的形态、持续时间和幅度。出现的通量影响系统的全球极性,在某些情况下导致极性反转,而在另一些情况下抑制背景发电机这样做。出现的磁通量缓慢地向极向平流,同时被背景发电机场扩散和同化。
2013-05-09 astro-ph.SR
3D MHD Flux Emergence Experiments: Idealized models and coronal interactions
本文回顾了太阳内部磁场的出现以及随后与预先存在的日冕磁场的相互作用的许多三维数值实验中的一些。这里描述的模型是理想化的,在这个意义上,内能方程只涉及绝热,欧姆和粘性冲击加热项。然而,只要主要目的是研究动力学演化,这就足够了。许多有趣的观测现象可以用这些模型以自洽的方式解释。
2011-03-18 astro-ph.SR
Flux emergence and generation of flare-productive active regions
太阳耀斑和日冕物质抛射是太阳磁场活动最突出的表现。它们中最强的事件往往发生在大的、复杂的和动态演变的活动区域(AR)。然而,目前尚不清楚这些AR的关键观测特征是什么,以及这些特征是如何产生的。本文根据耀斑产生的AR的形态和磁性特征及其演化过程回答了这些基本问题,即,大规模的通量出现和随后的AR形成,这已经在观测和理论研究中被揭示。我们还提出了最新的耀斑生产AR的建模实现使用最现实的通量出现模拟在一个非常深的计算域。最后,本综述讨论了未来的观点有关的关系,耀斑太阳AR的全球规模的发电机和恒星超耀斑。
2021-05-20 astro-ph.SR
The relation between photospheric supergranular flows and magnetic flux emergence
最近一项对高灵敏度日出/IMAX数据进行的研究报告说,在安静的太阳中存在有限通量出现的区域。通过利用一个独立的和更长的(4小时)的数据集获得的HINODE/SOT,我们进一步调查这些地区通过分析它们的空间分布和超颗粒流的关系。我们的研究结果,同时确认这些平静的地区的存在,也表明,出现的小磁性元素的速度在很大程度上被抑制在超颗粒等离子体流的发散是积极的位置。这意味着以前文献中报道的死平静区并不是随机分布在太阳光球层上,而是与超颗粒细胞本身有关。这些结果在最近的文献的框架进行了讨论。
2013-12-09 astro-ph.SR
Atmospheric Heating Events Associated with Fine-scale Flux Emergence in Ephemeral Regions
本研究探讨太阳瞬现区域次级磁通量浮现(SFE)的大气响应,发现约80%的SFE伴随大气加热事件,主要源于磁重联,可使宁静区域加热数十万度。
2025-04-30 astro-ph.SR
On magnetic reconnection and flux rope topology in solar flux emergence
本文分析了磁流体动力学(MHD)太阳通量出现模拟中大气通量绳的形成。模拟范围从太阳内部的顶部到低日冕。一个扭曲的磁通量管从太阳内部出现并进入大气层,在那里它与周围的磁场相互作用。通过研究不断演化的磁场的连通性,我们能够更好地理解太阳大气中磁绳的形成过程。在模拟中,两个磁绳产生的磁通出现的结果。每一个都有不同的演变,导致不同的拓扑结构。这些是由等离子体流和磁重联决定的。由于磁绳是日冕物质抛射(CME)的基本结构,我们讨论了我们的研究结果对太阳爆发的意义。
2013-11-17 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Formation of a Magnetic Flux Rope Prior to the Eruption: Insight from a Radiative MHD Simulation of Active Region Emergence
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University(南京大学天文与空间科学学院);Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University), Ministry of Education(教育部现代天文学和天体物理重点实验室(南京大学));Astronomical Observatory, Kyoto University(京都大学天文台);Institute for Space-Earth Environmental Research, Nagoya University(名古屋大学地球·宇宙环境研究所)
通过辐射磁流体动力学模拟,发现磁通量抵消主导磁绳形成,其源于活跃区域演化中的磁场重组过程。
2025-12-16 astro-ph.SR
Convective Magnetic Flux Emergence Simulations from the Deep Solar Interior to the Photosphere: Comprehensive Study of Flux Tube Twist
本研究使用R2D2代码模拟磁通量管浮现,系统调查初始磁扭转的影响,发现扭转过弱导致黑子难以维持,扭转过强则使磁螺旋度远超观测,表明扭折不稳定性可能不是形成高耀斑产率活动区的情景。
2024-09-23 astro-ph.SR
Recurrent explosive eruptions and the sigmoid-to-arcade transformation in the sun driven by dynamical magnetic flux emergence
我们报告的三维(3D)MHD模拟经常性的小型CME样喷发在一个小的活动区(AR),这是由一个扭曲的(而不是扭结不稳定)通量管从太阳内部的动态出现。喷发的发展是由于不断出现和重新连接的剪切磁力线沿极性反转线(PIL)的AR的新的磁通绳的重复形成和驱逐。喷发的加速是由喷发场下方的电流片处的系绳切割重联触发的。我们发现,每一个爆炸性的喷发是由改造的S形结构和随后的S形到耀斑拱廊改造的AR。这些结果可能对周期性日冕物质抛射和爆发性S形/耀斑的观测和理论研究具有一定的意义。
2014-05-25 astro-ph.SR
Small Scale Field Emergence and Its Impact on Photospheric Granulation
利用大熊星座新太阳望远镜和太阳动力学观测站日震磁成像仪的光球强度图像和磁场测量数据,研究了新的小尺度出射通量对太阳颗粒化的影响。我们报告说,新兴的通量似乎在太阳颗粒上留下不同类型的足迹:i)亮度增加的扩散不规则斑块,ii)定义明确的类似发光体的结构和伴随的亮点,iii)颗粒内部出现的类似亮点的特征。我们认为,足迹的类型取决于新兴领域的强度。较强的磁场,作为大型磁结构的一部分出现,在太阳表面上产生了一个定义明确的丝状体图案,在丝状体的末端有亮点,而弱的湍流场与宿主颗粒内部的亮斑有关。
2012-07-26 astro-ph.SR
Active nests at solar maximum: How nested flux emergence dominated flaring activity and structured the heliosphere
European Space Agency, ESTEC(欧洲航天局,欧洲空间研究与技术中心);Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM(巴黎萨克雷大学,巴黎西岱大学,法国原子能和替代能源委员会,法国国家科学研究中心,天体物理信息研究所)
该研究基于多视角太阳观测,探究第25太阳活动周极大年的活动巢如何主导耀斑活动、塑造日冕与太阳风,揭示其亚表面起源及对太阳活动的调制作用。
2026-09-14 astro-ph.SR