VLA Measurements of Faraday Rotation through Coronal Mass Ejections
日冕物质抛射（CME）是太阳等离子体的大规模喷发，在空间天气中起着重要作用。法拉第旋转（FR）是当线性偏振信号通过磁化等离子体（如CME）时产生的偏振平面的旋转。对太阳附近源的FR观测可以提供CME发射后不久的等离子体结构信息。我们报告在2012年8月的三个CME的同时白光和无线电观测。我们使用1 - 2 GHz频率的射电源“星座”，通过日冕，在日心距离从6 - 15太阳半径范围内进行了灵敏的甚大阵（VLA）全偏振观测。在观测到的9个源中，有3个源被CME遮蔽：2个源（0842+1835和0900+1832）被单一CME遮蔽，1个源（0843+1547）被两个CME遮蔽。除了我们的射电天文观测，这是自Bird等人（1985）以来第一次主动寻找CME法拉第旋转，也是第一次使用VLA进行主动寻找，我们还从LASCO/C3仪器获得了白光日冕图像，以确定汤姆逊散射亮度BT，提供了一种独立估计等离子体密度并确定其对观测到的法拉第旋转的贡献的方法。嵌入在背景电晕的恒定密度的力自由磁通绳被用来模拟的CME的BT和FR的影响。我们证明了这个模型的能力，成功地再现BT和FR配置文件。从我们的模型中推断出的等离子体密度（6 - 22 x 10 $^3$ cm $^{-3}$）和轴向磁场强度（2 - 12 mG）与Liu等人（2007）和Jensen & Russell（2008）的建模工作以及Bird…
2016-11-04 astro-ph.SR
Evolution of Coronal Mass Ejections in Different Data-Driven Solar Wind Conditions
University of Michigan（密歇根大学）；Boston University（波士顿大学）
本研究通过不同数据驱动模型驱动AWSoM，探讨输入磁场图谱对CME传播的影响，揭示不同输入条件对日冕物质抛射演化的重要性。
2026-02-02 astro-ph.SR
Constraining the Physical Properties of Stellar Coronal Mass Ejections with Coronal Dimming: Application to Far Ultraviolet Data of $ε$ Eridani
日冕物质抛射（CME）是太阳系空间天气的重要贡献者，可能影响了太阳早期的角动量演化。日冕物质抛射的一个信号诊断是日冕变暗：日冕发射的下降，与日冕物质抛射的质量有关，这是从日冕中去除发射等离子体的直接结果。我们提出的结果的Fe XII 1349 A和Fe XXI 1354 A的发射从$ε$ Eridani（$ε$ Eri），一个年轻的K2矮星，档案远紫外观测哈勃太空望远镜的宇宙起源光谱仪的冠状调光分析。在2015年2月的耀斑之后，$ε$ Eri的Fe XXI排放量下降了$81\pm5$ %。虽然很诱人，但耀斑前3.8分钟的观测结果表明，Fe XXI的衰减可能是一个更早的、看不见的耀斑的衰变。在三个显著的耀斑之后，每一个耀斑的暗化未检测限制了喷射出的Fe XII发射（1 MK）等离子体的可能质量小于几个$\times10^{15}$ g。这意味着在$ε$ Eri上每天喷射如此多或更多1 MK血浆的CME发生不到几次。在太阳上，$10^{15}$ g CME每隔几天发生一次。对于$ε$ Eri，由于CME喷射的1 MK等离子体造成的质量损失率可能是$<0.6$ $\dot{M}_\odot$，远低于恒星估计的30 $\dot{M}_\odot$质量损失率（风+CME）。我们为这些质量估计开发的数量级形式主义可以广泛应用于任何恒星的日冕变暗观测。
2022-07-13 astro-ph.SR
Element abundances in solar energetic particles: two physical processes, two abundance patterns
构成太阳高能粒子（SEP）的元素丰度有两种非常不同的模式。历史上称为“冲动”和“渐进”事件，它们已经被研究了40年，20年的风航天器。逐步SEP事件测量日冕丰度。它们产生时，冲击波，驱动的日冕物质抛射（CME），加速周围的日冕等离子体，我们讨论了21个元素的平均丰度不同，从相应的太阳光球丰度由一个众所周知的依赖于第一电离势（FIP）的元素。较小的脉冲（“3 He丰富”）SEP事件与磁重联，涉及开放的磁力线从太阳耀斑或喷流，也喷射等离子体产生伴随的日冕物质抛射。这些事件使重元素丰度相对于日冕丰度显著增加，Ne平均增加3倍，Fe增加9倍，76<Z<82的元素增加900倍。这是一个强大的，幂律依赖于A/Q的一个~3.6的权力时，Q值确定在日冕温度接近3 MK。来自~2.5 MK等离子体的具有最陡增强（~ 6次A/Q幂）的小个体SEP事件与B级和C级X射线耀斑以及窄（<100度）CME相关。3 He/4 He的增强可以与重元素的增强一样大，但与它们无关。然而，3 He/4 He> 0.1的事件与狭窄，缓慢的CME，较冷的日冕等离子体和较小的X射线耀斑有更强的联系。脉冲SEP事件不来自热耀斑等离子体，它们被加速早期和/或相邻的开放的磁场线。
2015-01-03 astro-ph.SR
An Analytical Model Probing the Internal State of Coronal Mass Ejections Based on Observations of Their Expansions and Propagations
本文提出了一个通用的自相似磁绳模型来探测CME的内部状态，以了解行星际空间中CME的热力学过程和膨胀。利用该模型，可以根据日冕物质抛射观测到的日冕物质抛射的传播和扩张过程，推断出日冕物质抛射的三个物理参数及其随日心距的变化。一个是CME等离子体的多变指数$Γ$，另外两个是CME内部的平均洛伦兹力和热压力。将该模型应用于2007年10月8日STEREO/SECCHI观测到的CME，发现（1）CME等离子体的多变指数从最初的1.24迅速增加到1.35以上，然后缓慢下降到1.34左右;这表明CME等离子体中有连续的热注入/转换，并且$Γ$的值趋于4/3，（2）洛伦兹力向内，而热压力向外，且两者都随CME向外移动而迅速减小;这两种力的方向揭示了热压力是CME膨胀的内在驱动力，而洛伦兹力阻止CME膨胀。同时讨论了模型和近似方法的局限性。
2009-09-28 astro-ph.SR
Non-Equilibrium Ionization Plasma During Large Solar Limb Flare Observed by Hinode/EIS
这项关于等离子体加热的研究考虑了2017年9月10日由Hinode/EIS观测到的大太阳耀斑期间的时间依赖性电离过程。所观察到的FeXXIV / FeXXIII的比例增加下游的重联流出，它们是一致的随时间变化的电离效应在恒定的电子温度Te = 25 MK。此外，这项研究还表明，非热速度，这可能与湍流速度，沿下游的重联流出显着减少，即使考虑随时间变化的电离过程。
2021-05-31 astro-ph.SR
Ionization in Atmospheres of Brown Dwarfs and Extrasolar Planets V: Alfvén Ionization
对低质量天体的连续无线电和零星X射线发射的观测表明，它们的大气环境中存在局部等离子体。对于低质量物体，热电离的程度不足以将电离成分定性为等离子体，这就提出了一个问题：什么样的电离过程能够有效地产生作为辐射源的所需等离子体？我们提出阿尔文电离作为一种机制，在大气中产生电离气体的局部口袋，有足够的电离度（$\geq10^{-7}$），他们构成等离子体。我们概述了Alfvén电离所需的标准，并证明了它在低质量天体的大气中的适用性，如巨大的气体行星，棕矮星和M-矮星的太阳和亚太阳金属丰度。我们发现，阿尔文电离是最有效的在中到低大气压力，种子等离子体更容易磁化和驱动所需的中性流的压力梯度是最小的。对于所考虑的模型大气，我们的结果表明，$10^{-6}-1$的电离度可以作为阿尔文电离的结果。可观察到的后果包括连续韧致辐射发射，与等离子体离子种类的谱线（例如He、Mg、H $_{2}$或CO线）叠加。禁止线也预计从亚稳态人口。大气等离子体的存在为目前大气模型中尚未考虑的大量等离子体和化学过程打开了大门。阿尔文电离的发生也可能适用于其他天体物理环境，如原行星盘。
2013-08-13 astro-ph.SR
On the Influence of the Ionization-Recombination Processes on Hydrogen Plasma Polytropic Index
解析计算了纯氢等离子体的多方（绝热）指数随温度倒数和电离度的变化。此外，多变指数以图形方式表示为温度和密度的函数。结果表明，部分电离的氢等离子体不可能是完全多变的。与单原子值5/3的计算偏差是可测量的。纯氢等离子体的分析结果是一个测试的例子，这种方法可以扩展到任意的气体鸡尾酒。
2020-12-08 astro-ph.SR
Determination of Coronal Mass Ejection physical parameters from combination of polarized visible light and UV Lyman-$α$ observations
用日冕仪和日光层成像仪（在SOHO和STEREO任务上的primis）对日冕物质抛射（CME）进行的可见光观测提供了迄今为止研究这些基本事件的运动学和几何结构的最佳方法。然而，它已被广泛证明，只有组合的多波长数据（包括X射线光谱，EUV图像，EUV光谱，和无线电动力学光谱）可以提供完整的信息等离子体的温度和密度分布，非热运动，磁场，和其他物理参数，为CME和CME相关的现象。在这项工作中，我们分析了三个CME通过合并在偏振的可见光的LASCO-C2日冕仪和在UV H I莱曼- $α$线（1216欧姆）的紫外光谱仪同时获得的数据，为了估算日冕物质抛射的等离子体电子密度（使用偏振比技术来推断CME的3D结构）和温度（来自预期和测量的莱曼- $α$强度之间的比较）。这项分析的主要目的是测试诊断方法，这些方法将应用于下一次欧空局-太阳轨道器任务上的Metis仪器提供的日冕物质抛射观测。我们发现，日冕物质抛射核心通常与较冷的等离子体（$T \sim 10^6$ K），并观察到一个显着的电子温度的增加，从核心到前线的日冕物质抛射（其中$T > 10^{6.3}$ K），这似乎是相关的，在所有情况下，与形态结构的日冕物质抛射来自可见光图像。
2016-09-06 astro-ph.SR
Anomalous Expansion of Coronal Mass Ejections during Solar Cycle 24 and its Space Weather Implications
日冕物质抛射（CME）的速度和角宽度之间的熟悉的相关性在太阳活动周期24中也被发现，但回归线有一个更大的斜率：对于一个给定的CME速度，周期24 CME明显比周期23更宽。斜率的变化表明，由于太阳活动较弱，日光层的物理状态发生了重大变化。日球层（磁场+等离子体）中的总压力降低了约40%，这导致了CME的异常膨胀，解释了斜率的增加。CME的过度膨胀导致CME在第24周期产生磁暴的有效性降低，这既是因为CME的磁含量被稀释，也是因为环境磁场较弱。日球层中磁场的减弱可能导致在这个周期中缺乏加速到非常高能量的太阳高能粒子。
2014-04-01 astro-ph.SR
Modeling the thermodynamic evolution of Coronal Mass Ejections (CMEs) using their kinematics
早期对日冕物质抛射（CME）的研究，主要是利用遥感和现场观测，试图确定CME的某些内部性质，这些性质局限于一定的位置或一定的时间。为了理解日冕物质抛射在日球传播过程中内部热力学状态的演化，我们改进了自相似磁绳内态（FRIS）模型，该模型受到日冕物质抛射的传播和膨胀速度分布的约束.我们将该模型应用于2008年12月12日爆发的CME，并探讨了CME的内部状态。结果表明，随着CME远离太阳，CME等离子体的多变指数从1.8逐渐减小到1.35，表明CME在到达绝热状态之前释放热量，然后吸收热量。我们进一步估计了日冕物质抛射的熵变和加热率。我们还发现CME内部的热力是CME膨胀的内在驱动力，而洛伦兹力阻止了CME的膨胀。当CME远离太阳时，极向运动引起的离心力以最快的速度减小，而洛伦兹力的减小速度略快于热压力。我们还讨论了模型的局限性和近似的研究。
2018-08-21 astro-ph.SR
Non-equilibrium ionization effects on solar EUV and X-ray imaging observations
在短暂的事件中，如主要的太阳爆发，等离子体可以远离平衡电离状态，因为快速加热或冷却。非平衡电离~（NEI）在快速演化的系统中是重要的，因为系统的演化时间尺度比电离或复合时间尺度短。本文研究了NEI对太阳动力学天文台大气成像组件（AIA）和日之出（Hinode）X射线望远镜（XRT）的EUV和X射线观测的影响。我们的模型假设等离子体在低温下处于电离平衡，并通过冲击或磁重联快速加热。我们将AIA和XRT通带的响应作为温度和特征时间尺度$n_{e}t$的函数制成表格。我们发现大多数离子在$n_{e}t\leq$ 10 $^{12}$ cm $^{-3}$ s时达到平衡。比较不同通带之间的响应比率，使我们能够确定在电离平衡温度下的等离子体组合是否可以解释给定的AIA和XRT观测。它还表示观察到的等离子体离平衡电离有多远。我们应用的比例，以超拱廊等离子片2012年1月27日。我们发现离拱廊越近的等离子体越接近电离平衡时的单温等离子体。我们还利用一组响应来估计与2010年6月13日的日冕物质抛射相关的冲击等离子体的温度和密度。我们得到的温度和密度范围是在合理的协议与以前的作品。
2019-05-28 astro-ph.SR
Magnetic Reconnection in Non-Equilibrium Ionization Plasma
本文研究了日冕中含时电离和复合过程对磁重联的影响。在Petschek型稳态重联模型中，磁能量主要在慢模激波处转换。我们在磁重联结构中进行了含时电离计算。我们只计算了铁的瞬时电离，其他物种被假定为处于电离平衡。还计算了特定波长的线发射强度，以便与{ \it Hinode}或将来的其他观测结果进行比较。我们的发现如下：（1）在重联区铁主要处于非平衡电离状态;（2）用含时电离计算估算的线发射强度与电离平衡假设的结果有显著差异;（3）在电子密度小于$10^{10}$ cm $^{-3}$的情况下，含时电离的影响对电子密度敏感，（4）热传导效应减弱了含时电离效应;（5）即使考虑含时电离，辐射冷却效应也很小，可以忽略不计。
2011-08-25 astro-ph.SR
Effects of Plasma Drag on Low Earth Orbiting Satellites due to Heating of Earth's Atmosphere by Coronal Mass Ejections
太阳活动，如日冕物质抛射和太阳耀斑，使高层大气和近地空间环境升温。由于太阳发射的高能紫外线、X射线和粒子对外层大气的这种加热和膨胀，低地球轨道卫星（LEOS）变得容易受到膨胀大气中离子和分子的增强阻力的影响。在各种类型的扰动中，地球指向的CME起着最重要的作用。它们在太阳大约11年周期的活跃（太阳活动最大期）阶段更加频繁和强烈。2013年晚些时候，我们将接近另一个太阳活动高峰期，利用空间环境参数档案数据作为指标，分析过去太阳活动周期对轨道卫星的影响可能是有益的。在本文中，我们计算的等离子体阻力模型LEOS由于大气加热的CME和其他太阳事件作为太阳参数的函数。利用目前对下一个太阳活动高峰期的时间和强度的预测，我们预测了未来几年现有卫星轨道可能受到的影响。
2013-05-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Tracking the Evolution of Plasma Instabilities from the Prominence-Corona Transition Region into Interplanetary Space with Total Solar Eclipse and WISPR/PSP White Light Images
Institute for Astronomy, University of Hawai‘i（夏威夷大学天文研究所）；George Mason University（乔治梅森大学）；U.S. Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）；ADNET Systems, Inc.（ADNET系统公司）；NASA Goddard Space Flight Center（NASA戈达德太空飞行中心）；Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学天体物理科学系）；Faculty of Mechanical Engineering, Brno University of Technology（布尔诺理工大学机械工程学院）；The Catholic University of America（美利坚天主教大学）
利用日全食和WISPR/PSP白光图像，研究涡旋环等离子体不稳定性从日冕-日珥过渡区向日球空间的演化过程。
2026-01-15 astro-ph.SR
Heating of a plasma sheet in nonequilibrium ionization with nonthermal electrons
Kyung Hee University（庆熙大学）；Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）；Air Force Research Laboratory（美国空军研究实验室）；G-LAMP NEXUS Institute/School of Space Research, Kyung Hee University（庆熙大学G-LAMP NEXUS研究所/空间研究学院）；Korea Astronomy & Space Science Institute（韩国天文学与空间科学研究院）
研究通过观测2017年9月10日的日冕环暴，探讨了非麦克斯韦电子分布和非平衡电离对等离子体薄片加热的影响，发现脉冲加热主导能量预算，非麦克斯韦分布对加热有显著作用。
2026-04-02 astro-ph.SR
Unusual plasma and particle signatures at Mars and STEREO-A related to CME-CME interaction
2017年7月25日，MSL/RAD在火星上观测到了一个多步福布什下降（FD），其总振幅超过15%。我们发现这些粒子特征与2017年7月24日STEREO-A原位检测到的非常明显的等离子体和磁场特征有关，其总磁场强度高于平均值，达到60 nT以上。在观测期间，STEREO-A与火星的纵向距离相对较小（46度），从地球上看，两者都位于太阳的背面。我们分析了一些多航天器和多仪器（包括在现场和遥感）的观测，并采用建模来理解这些签名。我们发现太阳源是两个CME，它们于2017年7月23日从太阳背面的同一源区爆发，从地球上看。此外，我们发现，这两个CME相互作用不均匀，抑制膨胀的CME之一，在STEREO-A方向，而允许它更自由地扩展在火星方向。这两个日冕物质抛射与周围太阳风的相互作用增加了事件的复杂性，导致火星出现了一个长时间的子结构行星际扰动，其中不同的子结构对应于FD的不同步骤，从而形成了一个全球性的大振幅FD。
2019-06-06 astro-ph.SR physics.space-ph
Can we detect coronal mass ejections through asymmetries of Sun-as-a-star extreme-ultraviolet spectral line profiles?
日冕物质抛射（CME）是太阳系中最大规模的喷发现象。伴随着巨大的等离子体抛射和能量释放，日冕物质抛射对日地环境有着重要的影响。CME到达地球时间的准确预测依赖于其三维速度的精确测量，这可以通过同时使用视线（LOS）和天空平面（POS）观测来实现。除了常规日冕和极紫外成像观测的POS信息外，光谱观测可以揭示CME的物理特性，包括它们的LOS速度。我们建议，太阳作为一个明星摄谱仪测量的谱线不对称性可以用于日常检测的CME和估计其LOS速度在其早期传播阶段。这样的观测也可以为探测其他类太阳恒星上的CME提供重要线索。然而，很少有研究集中在我们是否可以检测到CME信号，并准确诊断CME的性质，通过太阳作为一颗星的光谱观测。在这项工作中，我们建立了一个几何CME模型，并推导出CME期间的全磁盘积分EUV线轮廓的解析表达式。对于不同的CME属性和仪器配置，完整的磁盘集成线配置进行了合成。我们进一步评估了CME的检测能力和诊断潜力的合成线配置文件。我们的调查提供了重要的限制未来设计的太阳作为一个明星光谱仪的CME检测通过EUV线不对称性。
2022-04-07 astro-ph.SR
A stellar flare-coronal mass ejection event revealed by X-ray plasma motions
日冕物质抛射（CME），通常与耀斑有关，是太阳上发生的最强大的磁现象。恒星的磁活动水平高达10^4倍，CME对恒星物理和星周环境的影响预计是显着的。然而，恒星日冕物质抛射在观测上仍然是未被探索的。利用Chandra/HETGS观测的活动星HR 9024上的恒星耀斑的时间分辨高分辨率X射线光谱，我们清楚地检测到S XVI，Si XIV和Mg XII谱线的多普勒频移，这些谱线指示热等离子体（~10-25 MK）在耀斑环内的向上和向下运动，速度v~100-400 km/s，与耀斑磁管模型一致。最值得注意的是，我们还检测到O VIII线的后期蓝移，这揭示了冷等离子体（~4 MK）的向上运动，v=90+/-30 km/s，我们将其归因于与耀斑耦合的CME。从这些证据中，我们能够推导出CME的质量为1 × 10^21 g，CME的动能为5 × 10^34 erg。这些数值提供了线索，在太阳的情况下外推到更高的活动水平，这表明日冕物质抛射确实可能是质量和角动量损失的主要原因。
2019-05-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Homologous Jet-Driven Coronal Mass Ejections From Solar Active Region 12192
本文报道了太阳动力学观测站（SDO）和太阳与日光层观测站（SOHO）上的仪器对同源日冕喷流及其日冕物质抛射（CME）的观测结果。同源喷流起源于2014年10月NOAA 12192巨型活动区（AR）东南边缘的新兴和抵消磁场的位置。这个AR在其内部产生了许多非喷流的主要耀斑爆发（X和M级），没有CME。在10月20日至27日期间，与内部的大耀斑爆发相反，来自边缘的六个同源喷流导致了CME。每一个喷流驱动的日冕物质抛射（约200-300公里）比大多数日冕物质抛射的移动速度慢;角宽（20-50度）与横跨AR的日冕流光底部的角宽相当;属于“流光-喷流”类型，即先前存在的流光短暂膨胀，但没有被日冕物质抛射的通过所破坏。在产生CME的喷流中，大部分过渡区温度的等离子体逃离了太阳，而在非产生CME的喷流中，相对更多的过渡区等离子体落回太阳表面。此外，产生日冕物质抛射的喷流往往比不产生日冕物质抛射的喷流更快、更持久。我们的观察意味着：每一个喷流和日冕物质抛射都是由于从喷流底部喷发的扭曲场的重连打开造成的;而且喷发场并没有像以前设想的那样变成一个等离子体团，而是由于重连产生的环的扭曲，喷流引导的喷流底部环被吹出。
2016-05-02 astro-ph.SR
Observations of Ray-Like Structures in Large-Scale Coronal Dimmings Produced by Limb CMEs
用SWAP宽视场望远镜在PROBA 2飞行任务上的174 μ m通带中观测离边日冕，为研究变暗区域的喷发后过程提供了机会。我们研究了2010年至2017年与边缘日冕物质抛射（CME）相关的四个“深”离盘日冕变暗的形态、时间演化和等离子体特性。使用SWAP固定差分图像，我们揭示了在调光恢复阶段出现的射线状结构，其准径向拉伸至1.1至1.6\，$\mathrm{R}_{\odot}$的距离，并且存在数十分钟至数小时。类似的射线在SOHO上的Urestrial探测器在1.7\，$\mathrm{R}_{\odot}$以上的距离上更早地探测到。这些结构显然代表了SOHO上LASCO-C2观测到的磁绳主干的冕根。STEREO上的EUVI数据显示，这些结构在圆盘上的起源是171 μ m波段比193 μ m波段亮得多的扇形射线，这表明它们的温度低于2 μ m K。基于SDO机载AIA多波长图像的差分发射测量（DEM）分析表明，与喷发前等离子体状态相比，这些射线中的发射测量（EM）在温度为0. 6，--\，0. 8，MK时增加了45，%，而温度为1. 3，--\，3. 7，MK的环境日冕等离子体的EM下降了19，%，43%。对于2010年8月18日的事件，STEREO上的PLASTIC仪器探测到CME尾部的冷流特征，富含Fe $^{8+}$ \，--\，Fe $^{10+}$离子，这可能与日冕中的…
2020-03-25 astro-ph.SR physics.space-ph
Comprehensive MHD modelling of ten successive CMEs driving a historic geomagnetic storm -- The 2024 Mothers Day event
University of Iowa（爱荷华大学）；University of Michigan（密歇根大学）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院鲁尔基分校）；University of Maria Curie-Sklodowska（玛丽亚·居里-斯克隆多夫斯卡大学）
本研究通过综合MHD建模分析2024年母亲节事件中十次连续CMEs的相互作用，揭示其地磁效应预测的挑战与改进方向。
2026-02-27 astro-ph.SR
Comparative analysis of solar radio bursts before and during CME propagation
众所周知，日冕物质抛射的传播常常导致在较小的密度（磁场）增强（耗尽）区域上的太阳大气的碎裂。预计这种类型的碎片可能具有无线电特征。本文的总体目标是进行比较分析的III型太阳和窄带III型射电爆发的性质之前和期间的CME事件，分别。主要目标是分析日冕动力学过程的射电观测特征。特别是，我们的目标是执行本地等离子体参数的比较，没有和CME传播的基础上，分析December的无线电发射数据。我们进行了比较通常的III型爆发之前的CME与窄带III型样的爆发，这是观测检测到的背景IV型射电爆发与CME传播。我们集中分析了总共429个III型和129个窄带III型爆发。我们研究了它们的主要特征参数，如频率漂移率，持续时间，和瞬时频率带宽使用标准的统计方法。此外，我们推断本地等离子体参数使用已知的定义的频率漂移，持续时间和瞬时频率bandwidth.The分析表明，日冕物质抛射前的日冕等离子体的物理参数有很大的不同，在CME的传播（与CME的IV型射电爆发的观测周期2和4）。与没有CME的准静态太阳大气的情况相比（观测周期1和3），在CME传播期间，射电发射源的局部密度径向分布和特征空间尺度随径向距离的变化更为剧烈。工作的结果，使我们能够区分不同的制度的等离子体状态的太阳日冕。
2019-03-28 astro-ph.SR
Mass Loss Evolution in the EUV Low Corona from SDO/AIA Data
我们对\it太阳动力学天文台上的{\it大气成像组件}（AIA）观测到的三个日冕变暗区的疏散质量进行了分析。这三个事件被明确地确定为白光日冕物质抛射（CME），依次与不同性质的表面活动：脉冲（M级）耀斑，弱（B级）耀斑和没有耀斑的灯丝喷发。使用三个AIA日冕通带允许应用差分发射测量技术来定义变暗区域，并通过分析与喷发相关的电子密度耗尽来确定其疏散质量。从三个调光的质量损失的时间演变可以近似为指数方程，然后是线性拟合。我们从COR 2数据中确定了相关CME的质量。结果表明，从低日冕疏散的质量代表了相当数量的CME的质量。我们还发现，当CME到达COR 2视场时，等离子体仍在从低日冕中抽空。CME的角宽度的时间演化，在低日冕的调光区，和在软X射线的GOES注册的通量都与低日冕的质量疏散的行为密切相关。我们讨论了我们的研究结果对更好地理解与分析调光和日冕物质抛射相关的几个参数的时间演变的影响。
2016-11-02 astro-ph.SR
Effects of partial ionization on magnetic flux emergence in the Sun
本文通过三维单流体MHD模拟比较完全电离与部分电离情形，揭示部分电离如何改变太阳磁通量浮现、磁场结构、磁通量、冷却及不稳定性爆发。
2023-05-31 astro-ph.SR
Plasma and Magnetic Field Characteristics of Solar Coronal Mass Ejections in Relation to Geomagnetic Storm Intensity and Variability
到目前为止，第24太阳活动周最大的磁暴发生在2015年3月17日和6月22日，$D_{\rm st}$最小值分别为$-223$和$-195$ nT。这两个磁暴都呈现出多阶段发展的特征。我们研究了驱动日冕物质抛射（CME）的等离子体和磁场特征与磁暴发展的关系。一个特别的努力是重建的原位结构，使用梯度-Shafranov技术和比较重建结果与太阳观测，这给出了一个更大的空间视角的源条件比一维原位测量。关于CME等离子体和磁场特征如何控制磁暴强度和变率，获得了以下关键结果：（1）分别提出了2015年3月17日和6月22日磁暴多阶段发展的鞘-喷出物-喷出物机制和鞘-鞘-喷出物情景;（2）发现了CME磁绳特征产生强磁暴的两个对比事例，表明磁绳南向不是强磁暴的必要条件;以及（3）2015年3月17日意外的强烈磁暴是由两个连续的CME之间的相互作用加上来自后方的高速气流的压缩造成的，这本质上是\citet提出的“完美风暴”情景[][即，各种情况的组合导致了异常量级的事件]{liu 14 a}，因此“完美风暴”的情况可能并不像该短语所暗示的那样罕见。
2015-08-06 astro-ph.SR physics.space-ph
Evolution of CME Properties in the Inner Heliosphere: Prediction for Solar Orbiter and Parker Solar Probe
利用来自1天文单位监测器、行星探测器、太阳神和太阳系的数据，通过统计研究，我们知道日冕物质抛射（CME）内部的磁场和等离子体量随距离的演化。这并不包括最内层的日光层，低于0.29天文单位，那里还没有公开的数据。在这里，我们描述了模拟的日冕物质抛射的性质的演变在日光层内使用两种不同的启动机制。我们比较了这些属性的径向演变与统计研究的基础上，在日光层内的观测太阳神和信使发现。我们发现扭曲磁绳和扭曲CME的径向尺寸和磁场强度的演化几乎没有区别。这些性质的演变也与过去的研究，主要是最近的统计研究使用现场测量和使用远程观测的日冕物质抛射的研究是一致的。
2019-10-10 astro-ph.SR
First Determination of 2D Speed Distribution within the Bodies of Coronal Mass Ejections with Cross-Correlation Analysis
确定日冕物质抛射（CME）的速度通常是通过跟踪可见光日冕图像中较亮的特征（如CME的锋面和核心），并推导出CME速度随高度或时间的一维分布来完成的。然而，日冕物质抛射的特征通常是存在显著的密度不均匀性，以不同的径向和纬向投影速度向外传播，导致复杂的演化，最终形成行星际日冕物质抛射。在这项工作中，我们第一次展示了如何coronagraphic图像序列可以用互相关技术进行分析，以获得几乎瞬时的等离子体速度分布的CME体内的二维地图。该技术首先通过对合成数据的分析进行测试，然后应用于实际观测。从这项工作的结果可以表征CME内的动能的分布和时间演化，以及机械能（结合动能和势能）之间的核心和前面的CME分区。未来，CME将通过两个通道（VL和UV Ly- $α$）日冕仪进行观测，例如欧空局太阳轨道飞行器上的Metis任务和中国高级天基太阳天文台（ASO-S）上的Ly- $α$太阳望远镜（LST）任务。我们的结果将有助于分析这些未来的观测，特别是帮助考虑到的二维分布的Ly- $α$多普勒调光效应。
2019-06-04 astro-ph.SR
Departure of high temperature iron lines from the equilibrium state in flaring solar plasmas
本研究的目的是澄清，如果电离平衡和麦克斯韦电子能量分布的假设是有效的耀斑太阳等离子体。分析了2014年12月20日X1. 8耀斑，其中\ion{Fe}{xxi} 187~ 180、\ion{Fe}{xxii} 253~ 180、\ion{Fe}{xxiii} 263~ 180和\ion{Fe}{xxiv} 255~ 180发射线被日本日出卫星上的EUV成像光谱仪同时观测到。这些高温Fe线之间的强度比进行了比较，偏离等温条件和电离平衡检查。从涉及这四条线的强度比得出的温度显示，在脉冲阶段的耀斑足点和渐进阶段的环顶存在显着差异。其中，由\ion{Fe}{xxii} / \ion{Fe}{xxiv}强度比推导出的温度最低，如果我们假设麦克斯韦电子分布和电离平衡，即使在多热结构的情况下，也无法解释这一点。这一结果表明，在10~MK附近蒸发太阳等离子体时，电离平衡和麦克斯韦电子能量分布的假设可能被打破。
2016-06-07 astro-ph.SR
Search for flares and associated CMEs on late-type main-sequence stars in optical SDSS spectra
这项工作的目的是检测和分类恒星耀斑和潜在的恒星日冕物质抛射（CME）的签名提供的斯隆数字巡天（SDSS）数据发布14光谱。该样本仅限于所有F、G、K和M主序星类型，因此超过630，000颗恒星。这项工作利用了SDSS提供的各个光谱曝光。在将高斯分布拟合到谱线核心之后，通过检测$Hα$和$Hβ$谱线中的显著幅度变化来执行自动耀斑搜索。CME是通过识别由视线中等离子体运动的多普勒效应引起的巴耳末线中的不对称性来搜索的。我们在晚型恒星（光谱类型K3至M9）上发现了281个耀斑。我们确定了六个可能的CME候选人，在巴耳末线翼显示过量通量。计算了$Hα$中的耀斑能量，并估算了CME候选者的质量。导出的$Hα$耀斑能量范围为$3 \times 10^{28} - 2 \times 10^{33}$ erg. $Hα$耀斑能量随着早期类型的增加而增加，而耀斑时间的比例随着后期类型的增加而增加。CME候选者的质量估计值在$6 \times 10^{16} - 6 \times 10^{18}$ g的范围内，最高预计速度为$\sim300 - 700\:$ km/s。我们获得的CME的低检测率与之前的研究一致，这表明对于晚型主序星，可以用光学光谱检测到的CME发生率较低。
2020-12-01 astro-ph.SR
Comment on "On the ionization equilibrium of hot hydrogen plasma and thermodynamic consistency of formulating finite partition functions"
Zaghloul [Phys. Plasmas 17，062701（2010）; arXiv：1010.1161v1]重新考虑了等离子体热力学中的占据概率形式主义，并声称以前模型中的不一致之处。我表明，这种不正确的说法的起源是一个省略的配置因子的配分函数。本arXiv版本补充了两个附录，其中我添加了对同一作者最近关于同一主题的两篇出版物的评论和评论：关于他对这一评论的回应[Phys. Plasmas 17，124705（2010）]以及他对Hummer和Mihalas（1988）形式主义的批评[Phys. Plasmas 17，122903（2010）; arXiv：1010.1102v1]。
2011-03-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Correlation of Coronal Mass Ejection Shock Temperature with Solar Energetic Particle Intensity
本研究利用帕克太阳探测器观测数据，分析7起1au内日冕物质抛射激波下游的质子温度与太阳高能粒子强度的关联，发现二者强相关，并提出间接耦合机制，为激波与粒子加速相互作用建模提供依据。
2024-01-31 astro-ph.SR physics.space-ph
Modeling of Ionization and Recombination Processes in Plasma with Arbitrary Non-Maxwellian Electron Distributions
本研究提出两种基于麦克斯韦分解策略拟合非麦克斯韦电子分布的方法，应用于磁重联加速电子分布与太阳风截断κ分布场景，发现非麦克斯韦分布会使基于麦克斯韦或κ分布假设的等离子体温度诊断出现高估。
2025-06-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Origin and Structures of Solar Eruptions I: Magnetic Flux Rope (Invited Review)
日冕物质抛射（CME）和太阳耀斑是太阳系中能量最大的大尺度爆发现象，它们能从太阳大气中向太阳风释放大量的等离子体和磁通量。当这些高速磁化等离子体伴随高能粒子到达地球时，可能与磁层和电离层发生相互作用，严重影响人类在太空高科技活动的安全。CME到1 AU的旅行时间约为1-3天，而来自爆发的高能粒子到达的时间甚至更早。因此，对这些现象的有效预报需要尽早在该阶段清楚地探测CME/耀斑。为了估计爆发导致CME/耀斑的可能性，我们需要阐明一些基本但难以捉摸的过程，特别是CME/耀斑的起源和结构。了解这些过程不仅可以改善CME/耀斑的发生及其对地球空间和日光层的影响的预测，而且有助于了解其他太阳型恒星的质量喷射和耀斑。本文从多波长观测的角度对日冕物质抛射/耀斑的起源和早期结构进行了综述。首先，我们从正在进行的关于爆发前的构造，即，CME/耀斑在爆发前存在螺旋状的磁通量绳（MFR），并着重介绍了MFR的观测表现。其次，我们从不同的角度阐述了MFR的可能形成机制。第三，我们讨论了MFR的启动及其向CME/耀斑演化过程中的相关动力学。最后，本文得出了一些结论，并对未来的研究提出了展望。
2017-07-12 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The Nonlinear Ohm's Law: Plasma Heating by Strong Electric Fields and its Effects on the Ionization Balance in Protoplanetary Disks
气体的电离态在原行星盘的磁流体动力学中起着关键的作用。然而，电离状态可以依赖于气体动力学，因为由MHD湍流诱导的电场可以加热等离子体，从而影响电离平衡。为了研究这种非线性反馈，我们构建了一个电离模型，其中包括等离子体加热的电场和碰撞电离加热的电子，以及充电的尘埃颗粒。结果表明，当等离子体粘附在晶粒上是主要的复合过程时，气体中的电子丰度随着电场强度的增加而减小。这是电子与颗粒碰撞的自然结果，其频率随着电子的随机速度而增加。电子丰度的降低可能导致MHD湍流的自我调节。在某些情况下，不仅电子丰度，而且电流随电场强度在一定的电场范围内的增加而减小。由此产生的N形电流-场关系违反了非相对论MHD的基本假设，即电场由电流密度唯一确定。在更高的场强下，碰撞电离导致电流的突然增加，正如先前的研究所预期的那样。我们发现该放电电流是多值的（即，电流-场关系是S形的），并且中间支路是不稳定的。N/S型电流-场关系在原行星盘某些部位的MHD湍流演化中可能产生滞后。
2014-12-18 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Influence of Electron-Impact Multiple Ionization on Equilibrium and Dynamic Charge State Distributions: A Case Study Using Iron
描述了电子碰撞多重电离（EIMI）对碰撞电离等离子体电离平衡的影响。我们不知道任何以前的电离平衡计算，包括EIMI，这通常被认为是不重要的。在这里，我们将EIMI截面数据的平衡和非平衡电荷态分布（CSD）的计算。对于平衡CSD，我们发现EIMI只有很小的影响，通常可以忽略不计。然而，对于非平衡等离子体，EIMI的影响可能是重要的。特别是，我们发现，在等离子体中的温度振荡有显着差异的CSD时，包括与忽略EIMI。这些结果对脉冲加热等离子体的建模和光谱学有影响，例如太阳日冕的纳米耀斑加热。
2014-10-17 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.atom-ph
Storage-ring ionization and recombination experiments with multiply charged ions relevant to astrophysical and fusion plasmas
回顾了海德堡重离子储存环TSR的过去和正在进行的研究活动，其目的是提供精确的绝对速率系数和原子碰撞过程的截面的应用在天体物理和磁约束聚变。特别讨论了铁离子的双电子复合和电子碰撞电离以及钨离子的双电子复合。
2011-08-04 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.atom-ph
Evolution of interacting coronal mass ejections driving the great geomagnetic storm on 10 May 2024
本研究通过GCS和FRIS模型分析2024年5月10日大地磁暴中六个朝地CMEs的运动学与热力学演化，揭示了CME-CME相互作用对复杂抛射物形成及前后热状态特征的显著影响。
2025-04-04 astro-ph.SR physics.space-ph
Carbon ionization at Gbar pressures: an ab initio perspective on astrophysical high-density plasmas
极端热力学状态下部分电离物质的真实描述对于模拟高密度天体的内部和演化至关重要。目前对其基本性质电离度的预测，广泛依赖于最近受到一系列实验挑战的分析近似。在这里，我们提出了一种新的从头计算方法来计算电离度直接从动态电导率，使用的Escheras-Reiche-Kuhn求和规则。这个密度泛函理论框架真正捕捉到了凝聚态物质的本质和强相关等离子体的典型量子效应。我们展示了碳和碳氢化合物的这种新能力，它们最显着地用作惯性约束聚变实验中的烧蚀材料，旨在重现恒星条件。我们发现一个显着更高的碳电离度比常用的模型预测，但验证了平均原子模型Purgatorio的定性行为。此外，我们发现碳的电离态在完全电离的氢的环境中保持不变。我们的研究结果不仅可以作为传统模型的基准，更重要的是提供了一个实验上可以获得的电导率形式的量。
2020-04-28 astro-ph.SR physics.comp-ph physics.plasm-ph
Phase mixing of propagating Alfv{é}n waves in a single-fluid partially ionized solar plasma
本研究针对太阳大气加热问题，采用单流体近似研究部分电离等离子体中Alfvén波的相位混合阻尼，发现部分电离下阻尼长度更短，特定电离度范围的波可提供足够加热平衡宁静太阳色球辐射损失。
2023-11-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Two-fluid Modeling of Acoustic Wave Propagation in Gravitationally Stratified Isothermal Media
为了研究部分电离等离子体中的声波传播和相应的能量沉积，我们使用了一个双流体计算模型，将中性粒子和带电粒子（电子和离子）作为两个单独的流体。这个双流体模型考虑了离子与中性粒子的碰撞、电离和复合，使我们能够研究等离子体中非耦合离子与中性粒子之间的碰撞和反应相互作用。在本数值模拟中，初始密度被指定为达到流体静力学平衡，并且作为比较，化学平衡也被考虑以提供不同于典型流体静力学平衡剖面的密度剖面。然后施加外部速度驱动器以产生单色声波。众所周知，在重力分层等离子体中，由于密度呈指数下降，向上传播的声波变陡，并且它们在非线性区域加热等离子体，其中动能被冲击波和碰撞相互作用耗散。特别地，由当前初始化学平衡产生的较低电离分数显著地提高了加热效率。此外，电离过程吸收了大量的能量，并且在考虑电离和复合的同时，离子和中性粒子之间的去耦也得到了增强。因此，不考虑电离和复合的模拟可能会高估整体加热效应，但也低估了能量耗散。结果还表明，一个更准确的电离和复合模型可能是必不可少的，以改善部分电离等离子体的建模。
2021-04-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Ionization memory of plasma emiters in a solar prominence
该研究通过观测日珥中弱金属谱线宽度，发现带电与不带电发射体的非热展宽无系统性差异，提出不带电发射体的展宽源于其复合前的离子态记忆，建模时需考虑电离历史。
2025-03-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Variability of the adiabatic parameter in monoatomic thermal and non-thermal plasmas
{ \bf上下文。}星际和星系际等离子体演化的数值模型通常假设绝热参数$γ$（比热比）是常数（在单原子等离子体中为5/3）。然而，$γ$由等离子体的总内能决定，总内能取决于等离子体的离子态和激发态。因此，绝热参数在星际介质的温度范围内可能不是恒定的。{ \bf目标。}我们的目标是进行详细的模拟麦克斯韦-玻尔兹曼和非热（$κ$和$n$）电子分布的等离子体的热演化，以确定总的内部能量和绝热参数的温度变化。{ \bf方法。}由H、He、C、N、O、Ne、Mg、Si、S和Fe原子和离子组成的等离子体在碰撞电离平衡条件下从$10^9$ K的初始温度演化。计算包括电子碰撞电离，辐射和双电子复合和线激发。计算了电离结构（…）使用带缩放部分主元的高斯消去法。数值积分（.）使用双指数半有限区间法进行。在这两种方法中，采用$10^{-15}$的精度。{ \bf结果。}在低于$8\times 10^4$ K的温度下，等离子体的总内能主要由电离能主导，其中激发能的贡献小于1%。在由H、He和金属组成的热等离子体和非热等离子体中，绝热参数演化由H和He电离决定，导致通常具有三个跃迁的轮廓。然而，对于$κ$分布等离子体，这三个跃迁对于$κ<15$（.）没有观察到。通常，$γ$在1.01至5/3之间变化。
2018-05-02 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Coronal Mass Ejection Detection using Wavelets, Curvelets and Ridgelets: Applications for Space Weather Monitoring
日冕物质抛射（CME）是等离子体和磁场的大规模爆发，可以在地球和日光层的其他位置产生不利的空间天气。由于日冕物质抛射图像的多尺度特性，小波和多尺度图像处理技术非常适合于增强日冕物质抛射的可见性和抑制噪声。然而，小波更适合于识别点状特征，如噪声或背景恒星，而不是提高典型CME锋面弯曲形式的可见性。因此，更高阶的多尺度技术，如脊波和曲波，被探索用于描述CME的形态（宽度，曲率）和运动学（位置，速度，加速度）。特别是曲波被认为是非常适合于以自洽的方式来表征CME属性。因此，Curvelets可能是有益的空间天气应用的CME属性的自主监测。
2010-12-09 astro-ph.SR physics.comp-ph physics.data-an
Ensemble Learning for CME Arrival Time Prediction
New Jersey Institute of Technology（新泽西理工学院）
本研究针对日冕物质抛射（CME）到达地球时间预测需求，提出集成学习框架CMETNet，融合多源数据与两类算法，在363个地球效应CME数据集上实现了优于现有方法的预测精度。
2023-04-29 astro-ph.IM astro-ph.SR cs.LG
