Major Solar Eruptions and High Energy Particle Events during Solar Cycle 24
我们报告的所有主要的太阳爆发,发生在太阳正面的上升到峰值阶段的第24周(前62个月)的研究,以了解的关键因素影响发生的大太阳高能粒子事件(SEP)和地面水平增强(GLE)事件。喷发涉及软X射线峰值通量>/= 5.0 x10-5 Wm-2的大耀斑(即,耀斑大小>/= M5.0)和伴随的日冕物质抛射(CME)。选择标准基于循环24中唯一的前侧GLE(GLE 71)的耀斑尺寸为M5.1。在西半球的主要喷发中,只有约37%导致了大规模SEP事件。在较弱的爆发(耀斑大小<M5.0)中产生了几乎相同数量的大SEP事件,这表明软X射线耀斑不是SEP或GLE事件的良好指示器。另一方面,CME速度是SEP和GLE事件的更好指标,因为它始终很高,支持SEP和GLE的冲击加速机制。我们发现CME的速度,与地球的磁连通性和环境条件是导致第24周期缺乏高能粒子事件的主要因素。几次与地球联系不好的喷发(东半球或西翼后面的事件)导致了STEREO航天器探测到的非常大的SEP事件。一些非常快的日冕物质抛射,可能有加速粒子到GeV的能量,并没有导致GLE事件,因为穷人的纬度连接。严格的纬度要求表明,最高能量的粒子很可能在激波的头部加速。还有一些连接良好的快速日冕物质抛射,由于可能的不利环境条件(高阿尔芬速度,第24周期加速效率的整体降低),它们似乎没有加速高能粒子。
2014-08-15 astro-ph.SR
The 26 December 2001 Solar Eruptive Event Responsible for GLE63. II. Multi-Loop Structure of Microwave Sources in a Major Long-Duration flare
对与地面事件GLE 63有关的SOL 2001 -12-26事件的观测结果进行分析,包括17和34 GHz的NoRH、5.7 GHz的SSRT和1600 GHz的TRACE的微波光谱和图像,得出以下结果。耀斑带与太阳黑子本影重叠,这是典型的大粒子事件。非典型的是:i)超过一小时的长耀斑持续时间; ii)中等强度的微波爆发,约为$10^4$ sfu; iii)回旋同步加速器光谱的低峰值频率,约为6 GHz;其对通量的不敏感性增加了一个数量级以上。这是伴随着一个几乎恒定的比例的流量发射的体积在频谱的高频部分,其升高的低频部分所确定的来源的面积。利用光谱的自相似性,在1600 μ m处观测到运动微波源与耀斑带最亮部分的相似性。17 GHz和1600 GHz图像的比较证实了微波源与多个耀斑环有关,其足迹在紫外线中出现为间歇性明亮的内核。为了了解事件的属性,我们模拟了它的微波发射使用的几个均匀的回旋同步辐射源的系统以上的带状。光谱之间的散射和各个源的大小是由带内的磁场的不均匀性决定的。微波通量主要由通过带和源的磁通量决定。微波成像的空间分辨率和动态范围较差,导致微波结构明显简单。结果表明,微波表现的加速电子对应的结构中观察到的热发射,众所周知的模型预测。
2016-11-25 astro-ph.SR
Extreme space weather events caused by super active regions during solar cycles 21-24
研究了21-24太阳活动周期间由超活动区(SAR)引起的$\ge$ X5. 0耀斑、地面增强(GLE)事件和超级磁暴(Dst $\le$-250 nT)等极端空间天气事件。$\ge$ X5.0太阳耀斑共62次,其中X5.0-X9.9级耀斑41次,$\ge$ X10.0级耀斑21次。我们发现83.9%的$\ge$ X5.0耀斑是由SAR产生的。X5.0-X9.9和$\ge$ X10.0太阳耀斑的78.05%和95.24%是由SAR产生的。在21-24太阳活动周共记录了46次GLE,其中25次GLE是由SAR引起的,占GLE的54.3%。在21-24太阳周期间共记录到24次超级磁暴,其中12次是由SAR引起的,即50%的超级磁暴是由SAR引起的。发现只有29个SAR能产生$\ge$ X5. 0耀斑,15个SAR能产生GLE,10个SAR能产生超级磁暴。在51个SAR中,只有33个SAR可以产生至少一次极端空间天气事件,而其余18个SAR都不能产生极端空间天气事件。其中4个SAR不仅可以产生$\ge$ X5.0耀斑,还可以产生GLE事件和超级磁暴。由SAR引起的极端空间天气事件大多出现在第22和23太阳活动周,特别是GLE事件和超级磁暴。还研究了合成孔径雷达引起的极端空间天气事件的源位置的纵向分布。
2021-03-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Properties of Ground Level Enhancement Events and the Associated Solar Eruptions during Solar Cycle 23
我们提出了一个概述所观察到的性质的GLE和相关的耀斑和CME。太阳爆发非常强烈,包括X级耀斑和极端的CME速度(平均约2000公里/秒)。GLE事件起源的活动区域通常较大:1290 msh(中位数1010 msh),而SEP产生活动区域为934 msh(中位数:790 msh)。与GLE相关的CME的初始加速度比普通CME大得多(2倍)(2.3 km/s2 vs.1 km/s2)。GLE粒子的释放相对于喷发的所有电磁特征的发生是延迟的:II型爆发,低频III型爆发,软X射线耀斑和CME。米制II型射电爆发的存在约17分钟(中位数:16分钟;范围:3至48分钟)之前的GLE发作表明冲击形成之前的粒子释放。GLE粒子的释放发生在CME达到平均高度约3.09 Rs的良好连接的事件。对于连接不良的事件,GLE粒子释放时的平均CME高度约为66%(平均值:5.18 Rs)。纵向依赖性与冲击加速度是一致的,因为来自连接不良事件的冲击需要扩展更多以穿过连接到地球观测者的磁力线。米制II型爆发开始时的CME高度在1.29至1.8 Rs的狭窄范围内,平均值为1.53 Rs。在公制II型爆发开始和GLE颗粒释放的CME高度对应于阿尔芬速度曲线中的最小值和最大值。GLE粒子释放时的CME高度与速度弥散分析(Reames,2009 a,b)(包括源经度依赖性)获得的高度一致。我们还讨论了延迟GLE粒子释放…
2012-05-03 astro-ph.SR
Seed population in large Solar Energetic Particle events and the twin-CME scenario
最近有人提出,大的太阳高能粒子(SEP)事件往往是由孪生日冕物质抛射引起的。在双日冕物质抛射情景中,前一次日冕物质抛射将在主日冕物质抛射驱动的激波处提供增强的湍流水平和增强的种子数量。在这项工作中,我们研究了前面的CME对种子种群的影响。我们研究事件集成丰度的铁氧比(Fe/O)在能量超过25兆电子伏/nuc的大SEP事件在太阳活动周期23。我们发现几乎所有的单次CME事件的Fe/O比值(归一化到$0.134$的参考日冕值)$\leq2.0$,并且这些事件倾向于具有较小的峰强度。相比之下,双日冕物质抛射事件的Fe/O比在更大的范围内散射,高达$8$,表明可能存在来自先前耀斑的耀斑物质。对于峰值强度高于$1000$ pfu的特大SEP事件,Fe/O下降到低于$2$,表明在这些极端事件中,种子粒子由日冕物质而不是耀斑物质主导。地能级增强(GLE)事件的Fe/O比值分布范围很广,且都是孪生CME事件。对于给定的Fe/O比,GLE事件倾向于具有比非GLE事件更大的峰强度。使用速度色散分析(VDA),我们发现GLE事件比非GLE事件具有更低的太阳粒子释放(SPR)高度,\red {与Reames 2009 b的早期结果一致。
2016-04-20 astro-ph.SR
Unusual Circumstances of the 2024 June 8 GLE
NASA Goddard Space Flight Center(NASA戈达德太空飞行中心);The Catholic University of America(天主教大学)
2024年6月8日的GLE事件未伴随SGRE,其原因可能与高能粒子流的不对称性有关。
2026-02-13 astro-ph.SR
The 26 December 2001 Solar Eruptive Event Responsible for GLE63. III. CME, Shock Waves, and Energetic Particles
SOL 2001 -12-26中等太阳爆发事件(GOES重要性M7.1,微波高达4000 sfu,频率9.4 GHz,CME速度1446 km/s)产生了强的太阳高能粒子通量和地面宇宙线强度增强(GLE 63)。为了找到一个可能的原因,这一事件的高质子的结果,我们研究多波长图像和动态无线电频谱和定量协调的结果与对方。另一次喷发可能发生在同一活动区约半小时前的主要喷发。后者在脉冲阶段产生了两次类似爆炸波的冲击。这两个激波最终在径向方向上合并成一个激波,其轨迹可追溯到$25R_\odot$,作为扩张的CME天体前方的一个晕,这与风号航天器上的无线电和等离子体波研究(WAVES)实验记录的行星际II型事件一致。晕的形状和运动学表明,在这些距离的冲击波和弓形激波之间的中间制度。结果表明:(1)激波出现在耀斑上升过程中,对粒子的加速作用比通常认为的要早;(2)前一次爆发对粒子事件有放大作用,它拉伸了正在发展的CME上方的封闭结构,促进了CME的离地和耀斑加速粒子的逃逸,使CME的速度更快,前方的激波更强; iii)逃逸的耀斑加速粒子可以通过重新连接的通量绳,在那里他们被困,与一个大的日冕洞,另外促进; iv)第一次爆发提供了丰富的种子人口加速的尾随冲击波。
2017-06-08 astro-ph.SR
Fermi-LAT observations of the 2017 September 10$^{th}$ solar flare
费米-大面积望远镜(LAT)探测到2017年9月10日的X8.2 GOES级太阳耀斑,首次观测到与地面增强(GLE)相关的长时间高能伽马射线耀斑。这个耀斑的100 MeV以上的辐射持续了12个多小时,包括脉冲阶段和扩展阶段。我们提出了伽马射线发射的本地化,并发现它是一致的活动区(AR),从耀斑发生在一个持续6个多小时的时间,而不是什么被发现为2012年3月7日耀斑。从伽马射线数据推断的质子指数的时间变化似乎表明两个阶段的加速质子人口。基于时间参数,我们解释的第二阶段是捆绑到加速机制供电的GLE,被认为是粒子加速日冕物质抛射驱动的日冕冲击。
2018-03-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
The First Ground Level Enhancement Event of Solar Cycle 24: Direct Observation of Shock Formation and Particle Release Heights
我们报道了2012年5月17日的地平面增强(GLE)事件,这是太阳活动周期24中的第一次。这是日地关系天文台(STEREO)任务在近地面充分观测到的第一次GLE事件。我们确定了相关的米制II型射电爆发开始时的日冕物质抛射(CME)高度(即,激波形成高度)为1.38 Rs(从太阳中心)。在GLE粒子释放时的CME高度直接从STEREO图像测量为2.32 Rs,这与CME运动学的估计吻合得很好。这些高度与使用后推法获得的第23周期GLE高度一致。通过对比2012年5月17日GLE与其他六个来自连接良好的区域的非GLE爆发,具有相似或更大的耀斑大小和CME速度,我们发现,由于非径向CME运动和不利的太阳B0角的组合,非GLE事件与黄道的纬度距离相当大,使得与地球的连接性较差。我们还发现,日冕环境可能起着决定冲击强度的作用。
2013-02-06 astro-ph.SR
Relativistic proton levels from region AR 12673 (GLE \#72) and the heliospheric current sheet as a Sun$-$Earth magnetic connection
2017年9月10日,位于地面和高纬度的中子探测器(NM)设备检测到与X8.2级太阳耀斑及其相关CME的太阳高能粒子(SEP)发射相关的计数率增加。这是当前太阳周期中第二高的耀斑。它的起源是活动区AR 12673,当时它位于西太阳盘的边缘,与地球的磁连接很差。然而,有一个特殊的条件:当地球穿过日光层电流片(HCS)区域时,被CME冲击加速的太阳质子被注入该区域。我们发现,往往HCS和SEPs传播密切相关。如果SEP的源位置在HCS内或靠近HCS,则HCS起到太阳$-$地球磁连接的作用。SEP在HCS路径周围漂移,并且SEP也在HCS的宽范围内漂移。在某些情况下,特别是当地球穿过HCS扇区时,这些粒子中的一小部分可以以更硬的高能粒子通量到达地球,引发地面增强(GLE)。2017年9月10日的爆炸引发了GLE 72,是当前太阳周期的第二次。我们发现,这两个GLE,包括所有子GLE在当前的太阳周期中观察到的,来自太阳爆炸发生在HCS结构;这种行为也观察到在GLE的前一个太阳周期。一般来说,来自与地球联系不紧密的活跃区域的太阳爆炸可以通过上述机制触发GLE。在所有情况下,SEPs漂移过程的HCS结构提供了一个有效的粒子传输,允许这些太阳瞬态事件的观察。
2018-12-18 astro-ph.SR physics.space-ph
Did the 2000 November 8 solar flare accelerate protons to >=40 GeV?
据报道,在2000年7月14日太阳耀斑期间,L3精密μ子谱仪记录到了一个5.7 σ方向μ子过剩[王瑞光,天体粒子物理,31(2009)149]。用同样的分析方法和相似的事例选择准则,分析了2000年11月的L3精密μ子谱仪数据。结果表明,在2000年11月8日的太阳耀斑期间出现了一个4.7 σ μ介子过剩。这个μ子过剩对应于40 GeV以上的初级质子,来自一个天空细胞的立体角0.048 sr。被背景波动的概率估计为约0.1%。X类太阳耀斑通常引起太阳宇宙线地能级增强(GLE)事件,在这些事件中,太阳质子被加速到几十GeV。然而,像2000年11月8日的非GLE事件那样的M级太阳耀斑是否也可能将太阳质子加速到如此高的能量?这是有趣和值得注意的。
2017-08-08 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
The cosmic-ray ground-level enhancements of 29 September 1989 and 20 January 2005
自1942年以来,地面上的探测器已经观测到71次漫画射线强度的增强。它们是由于太阳高能粒子在日冕深处的太阳耀斑区域加速,或者在太阳风中的日冕物质抛射(CME)的激波前沿加速。后者是经典的逐渐地面水平增强(GLE)的青睐模型。然而,在McCracken等人(2008)的论文之后的几篇论文中,我们指出,一些GLE过于冲动,无法在CME冲击中加速。本文通过绘制和比较1989年9月29日的GLEs 42和1月20日的GLEs 69的时间剖面,以图形的方式证明了这一假设以及GLEs的其他性质。这两个事件分别是渐进事件和瞬时事件的最大例子。
2016-04-26 astro-ph.SR physics.space-ph
Diagnostic Analysis of the Solar Proton Flares of September 2017 by Their Radio Bursts
2017年9月4日至10日发生在太阳上的强大耀斑是在1970- 1980年代在IZMIRAN开发的质子耀斑定量诊断技术的基础上进行分析的。结果表明,能量为几十MeV的质子来地球的通量和能谱与2.7- 15.4GHz微波射电爆发的强度和频谱有定性和定量的对应关系。特别是,9月4日的耀斑。在频率f ~ 3GHz处具有峰值无线电通量S ~ 2000 sfu(即,(具有软射电频谱)伴随着一个显著的质子通量J(> 10 MeV)~ 100 pfu和γ指数~ 3.0的软能谱,以及9月10日的强耀斑。在f ~ 15 GHz时具有S ~ 21000 sfu(即,具有硬无线电频谱)导致非常强烈的质子事件,J(> 10 MeV)~ 1000 pfu,具有硬能谱(γ ~ 1.4),包括地能级增强(GLE 72)。这进一步证明,无论太阳上粒子加速的具体来源是什么,微波射电爆发的数据都可以成功地用于诊断质子耀斑。
2018-08-15 astro-ph.SR
Modelling the transport of relativistic solar protons along a heliospheric current sheet during historic GLE events
预测地球上的高能太阳粒子事件有许多困难。一个问题是理解为什么一些大型太阳爆发事件会触发地面增强(GLE)事件,而其他事件则不会。在这项工作中,我们对一组历史GLE进行了3D测试粒子模拟,以了解更多关于导致这些强大事件的原因。特别侧重于研究如何日光层电流片(HCS)影响高能质子运输通过日光层以下的事件。对1976年至2020年期间$-$ M7.0耀斑的分析表明,靠近HCS($<$ 10 $^{\circ}$)的活动区域更有可能与GLE事件相关。我们发现,模拟GLE事件的源区接近HCS也导致增加日光层运输的经度和更高的计数率(当地球位于漂移方向)。在不包括与湍流相关的垂直扩散的模型中,HCS是影响GLE 42和69的日光层颗粒传输的主要机制,并且改变其他参数(例如,窄的10 $^{\circ}$或更宽的60 $^{\circ}$注入宽度)几乎不会引起变化。总的来说,在我们的模型中,HCS与我们分析的71个$\%$ GLE相关,并且包括它更准确地再现了在地球附近观测到的强度。我们的模拟使我们能够在地球上产生模型剖面,可以与GOES卫星和中子监测器的现有观测进行比较,并用于开发未来的预测模型。
2022-06-23 astro-ph.SR physics.space-ph
Revisiting Empirical Solar Energetic Particle Scaling Relations I. Solar flares
目的通过研究太阳高能粒子(SEP)事件的质子峰值通量和注量与耀斑软X射线峰值光子通量之间的标度关系,评估太阳超耀斑对近地空间辐射环境的可能影响。方法我们编制了一个涵盖$\sim$ 34年的最近3个太阳活动周期间的65个相关(W20-90)SEP事件的目录(1984-2020)与$\geq$ C6.0级耀斑有关的观测数据,并研究了记录的峰值质子通量之间的统计关系($I_{P}$)和通量($F_{P}$)在来自E $>$ 10; $>$ 30; $>$ 60;到$>$ 100 MeV与1 $-$ 8 A波段($F_{SXR}$)中相关的太阳耀斑峰值软X射线通量。基于推导的关系,我们计算了SEP事件的峰值质子通量($I_{P}$)和注量($F_{P}$)的积分能量依赖性,假设它们遵循能量的逆幂律。最后,我们利用简单的物理假设,结合我们推导的标度律,估计上限为$I_{P}$和$F_{P}$集中在耀斑与最强的GLE尚未直接观察到(GLE 05 1956年2月23日),并推断宇宙成因的放射性核素为基础的SEP事件的AD 774/775。结果对于$F_{SXR}$ = X600的耀斑,$I_{P}$和$F_{P}$与太阳软X射线峰值强度($F_{SXR}$)的标度关系为$\propto$ ~ $F_{SXR}^{5/6}$,与宇宙成因核事件AD 774/775的$F_{P}$值一致。
2023-01-28 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Study of Solar Energetic Particles: their Source Regions, Flares and CMEs during Solar Cycles 23-24
本研究分析太阳活动周23-24期间152个耀斑、CME及SEP事件与活动区的关联,发现磁复杂活动区易产生大耀斑、高速/大尺度CME及高强度SEP,且X射线强度与SEP脉冲性负相关。
2025-04-18 astro-ph.SR
Continued activity of the 25th cycle: largest in 20 years. Ground-level enhancement and Forbush decrease
A.I.Alikanyan National Lab (Yerevan Physics Institute)(阿·伊·阿里卡尼扬国家实验室(叶里万物理研究所))
研究发现第25次太阳活动周期中地面增强和福布希减少的特征具有本质不对称性,中子和muon通道在高能量时表现出不同谱行为,表明观测数据对刚性依赖宇宙射线调制的诊断作用。
2026-01-27 astro-ph.SR physics.ao-ph
Type II Radio Emission and Solar Particle Observations
2003年10月28日的耀斑给了我们一个独特的机会来比较高能质子的加速时间与那些粒子的逃逸时间,这些粒子已经被测量到航天器上和中子监测网络作为GLE事件。高能发射时间尺度和冲击波的高度和速度的时间依赖性进行了研究。
2010-09-19 astro-ph.SR
Ground Level Enhancement (GLE#77) in the gamma-ray component: First observation from Arctic and Antarctic stations
Indian Institute of Geomagnetism (IIG)(印度地磁研究所);Equatorial Geophysical Research laboratory, IIG(赤道地球物理研究实验室)
本文首次利用极地伽马射线探测器观测到太阳耀斑引发的地面增强事件GLE#77,并发现其幅度与地磁场截止刚性密切相关。
2026-01-30 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Electron and proton acceleration during the first ground level enhancement of solar cycle 24
2012年5月17日,近地航天器和地基中子监测器(NM)记录了高能粒子。这是第24个太阳活动周的第一次地面增强(GLE)。在这项研究中,我们试图识别的加速源(S)的太阳高能粒子结合现场粒子测量的WIND/3DP,GOES 13,和太阳宇宙射线登记的几个NM,以及遥感太阳观测SDO/AIA,SOHO/LASCO和RHESSI。我们推导出行星际磁场(IMF)的路径长度(1.25 +/- 0.05 AU)和太阳粒子释放时间(01:29 +/- 00:01 UT)的第一个到达的电子,通过使用它们的速度色散和考虑污染的影响。我们发现,电子脉冲注入阶段,表明在光谱指数的急剧变化,是一致的耀斑非热发射和III型射电爆发。基于位场源面的概念,模拟了耀斑活动区的开场线,为耀斑加速电子提供了逃逸通道,同时发现相对论质子比电子晚10分钟释放,假设它们沿相同的IMF路径长度无散射地运动.结合日珥爆发和日冕物质抛射(CME)的多波长成像数据,我们得到的证据表明,动能约为1.12 GeV的GLE质子,可能在CME驱动的冲击波传播到3.07太阳半径时被加速。质子的最大谱时间是冲击波加速的典型谱。
2013-05-24 astro-ph.SR
Oscillatory processes in solar flares
太阳和恒星耀斑产生的电磁(无线电、可见光、紫外线、极紫外线、X射线和伽马射线)辐射通常包含明显的准周期脉动(QPP)。产生长周期QPP(周期大于1秒)的物理机制可能与MHD过程有关。观测到的QPP的调制深度、周期和非谐性表明,它们可能与某种MHD自振荡有关,例如磁重联的振荡机制。这种制度,自发和诱导的性质,已被观察到连续MHD数值模拟。振荡本质上是非线性和非平稳的。我们证明了一个有前途的新方法,他们的分析是经验模态分解技术。
2010-10-01 astro-ph.SR
The First Ground Level Enhancement of Solar Cycle 25 on 28 October 2021
目标。2021年10月28日,地面的中子监测器和近地空间航天器上的粒子探测器探测到第25太阳周(SC 25)的第一个相对论太阳质子事件。这是当前周期的第一次地面水平增强(GLE)。详细重建的NM响应与识别产生这些粒子的太阳爆发的基础上,在现场和遥感测量进行了研究。方法.从几兆电子伏到$\sim$ 500兆电子伏的现场质子观测与软X射线(SXR)中的太阳耀斑探测、日冕物质抛射(CME)、无线电爆发和极紫外线(EUV)观测相结合,以确定GLE的太阳起源。进行了时间分析,并概述了与太阳源的关系。结果GLE 73的最大粒子硬度为$\sim$ 2.4 GV,与III型、II型、IV型射电暴和EUV波有关。观察到NM记录的时间曲线的多样性。这表明了事件的各向异性性质。在E $>$ 10 MeV处的峰值通量仅为$\sim$ 30 pfu,并在该水平保持数天。发现$\geq$ 1 GV颗粒的释放时间为$\sim$ 15:40 UT。GLE 73在非常高的能量下具有中等硬度的刚性谱($γ$ $\sim$ 5.5)。GLE73与具有类似太阳能驱动器的先前GLE进行比较
2022-02-16 astro-ph.SR physics.space-ph
The pulse shape of cosmic-ray ground-level enhancements
自1942年以来,地面上的探测器已经观测到71次漫画射线强度的增强。它们是由于太阳高能粒子在日冕深处的太阳耀斑区域加速,或者在太阳风中的日冕物质抛射(CME)的激波前沿加速。后者是经典的逐渐地面增强(GLE)的青睐模型。然而,在McCracken等人(2008)的论文之后的几篇论文中,我们指出,一些GLE过于冲动,无法在CME冲击中加速。考虑到这一假设,我们研究了所有可用的GLE的时间曲线。主要的结果是,有一个连续的范围从渐进到脉冲,最快的脉冲集中在日长脉冲是磁连接到地球,和脉冲的形状是一个强大的指标之间的传播条件太阳和地球。从相对安静到高度不安。
2016-04-26 astro-ph.SR physics.space-ph
Proton activity of the Sun in current solar cycle 24
本文对当前太阳活动24周(2009年1月至今)的7个大的太阳质子事件进行了研究。它们是由GOES航天器记录的,最高质子通量超过200 pfu,能量为$>$ 10 MeV。现场粒子测量结果表明:(1)质子通量的分布高度依赖于太阳源的位置,即耀斑或日冕物质抛射(CME):(2)太阳粒子释放(SPR)时间落在耀斑发射的衰变阶段,与CME运动到平均7.9太阳半径高度的时间相一致;(3)SPR与耀斑峰值的时间差还与太阳活动区的位置有关。结果倾向于支持质子加速的概念CME驱动的冲击波,即使有可能在耀斑网站的粒子加速,随后的垂直扩散的加速粒子的行星际磁场(IMF)。我们推导出两种形式的太阳质子的积分最大时间(TOM)谱:一个单一的幂律分布和幂律打破指数尾。发现2012年5月17日发生的独特的地能级增强(GLE)事件具有最硬的谱和最大的破缺能量,这可能解释了为什么该事件可以扩展到相对论能量。
2014-08-11 astro-ph.SR
Spectral Irradiance Variability in Lyman-Alpha Emission During Solar Flares
本研究利用SORCE/SOLSTICE和RHESSI观测两个M级耀斑,发现Lyα谱线增强与HXR爆发相关,红色不对称源于色球蒸发,蓝色不对称与丝状物喷发有关,增进了对耀斑期间Lyα光谱变化的理解。
2025-04-24 astro-ph.SR
A Statistical Study of Photospheric Magnetic Field Changes During 75 Solar Flares
在太阳耀斑期间观测到光球磁场的突变和永久变化。这些变化似乎与磁场的重新配置有关,但其起源仍不清楚。利用太阳动力学天文台/日震和磁成像仪的观测资料,对18次X级、37次M级、19次C级和1次B级耀斑期间的永久视线磁场($B_{\rm LOS}$)变化进行了统计分析。我们研究了永久性变化的性质,如频率、面积和位置。我们检测到59/75个耀斑的$B_{\rm LOS}$改变。我们发现,强烈的耀斑更有可能表现出变化,所有的耀斑$\ge$ M1.6展示他们。对于较弱的耀斑,在6/17 C耀斑中观察到永久性变化。34.3%的永久性改变发生在半影区,18.9%发生在本影区。在23/75次耀斑中,部分半影出现或消失。耀斑越强,发生永久变化的区域越大。强耀斑也表现出较大的磁通量变化,但磁通量变化与日心角无关。耀斑相关磁场变化的平均变化率为20.7 Mx cm $^{-2}$ min $^{-1}$。永久性变化的数量随着与极性反转线的距离呈指数衰减。永久性变化强度的频率呈指数下降,观察到的永久性变化高达750 Mx cm $^{-2}$。我们的结论是,永久磁场的变化是一种常见的现象,在耀斑,和未来的研究将澄清它们的关系,加速电子,白光发射,和日震,以进一步调查它们的起源。
2018-01-16 astro-ph.SR
The high-energy protons of the ground level enhancement (GLE74) event on 11 May 2024
本研究结合多卫星与地面中子监测器观测及太阳活动记录,重建并溯源2024年GLE74高能太阳质子事件,指出其最高刚度至少2.4 GV且动力学特征典型。
2025-05-14 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Evolutionary aspects and north-south asymmetry of soft X-ray flare index during solar cycles 21, 22, and 23
目的。本文研究了第21、22和23周太阳耀斑发生的时间演化和南北(N-S)不对称性,并与传统的太阳活动指数进行了比较。方法.耀斑活动的特点是一个软X射线(SXR)耀斑指数,其中包括信息耀斑发生在选定的时间间隔以及峰值强度的个别事件。结果SXR耀斑指数与太阳活动的其他常规参数有很好的相关性。此外,它表现出一个显着更高的相关性与太阳黑子面积超过太阳黑子数量,这表明太阳黑子面积的变化与太阳日冕中的瞬态能量释放更密切相关。耀斑指数的累积图表明,在第21个周期期间,北半球的活动略微过剩,而在第22和23个周期,南半球的活动明显过剩。结果表明,该区域存在明显的南北不对称性,并随太阳活动周期的不同而变化。当数据在较长时间内平均时,这种不对称的可靠性和持久性显着增加,而当数据在13次卡林顿旋转中合并时,达到了最佳水平。耀斑指数的时间演化进一步证实了太阳活动极大期内太阳活动周期的双峰演化,以及第22和23太阳活动周期对格涅维舍夫-奥尔规则的违反。结论.在太阳活动周的演化阶段,太阳南北半球的SXR耀斑指数表现出明显的不对称性,这意味着太阳耀斑的南北不对称性不仅表现在耀斑数上,也表现在耀斑事件的强度上。
2017-05-05 astro-ph.SR
Sign singularity and flares in solar active region NOAA 11158
太阳活动区NOAA 11158曾发生过多次强烈的耀斑,其中包括一次X2.2事件。通过对电流密度和电流螺旋度的符号奇异性测度的消去分析,研究了电流密度和电流螺旋度的复杂性,并分析了它们的幂律标度特性。还进行了频谱分析,揭示了存在两个不同的光谱指数的独立的标度范围。讨论了参数随时间的演化规律。突然变化的取消指数在大耀斑的时候,和存在的相关性与EUV和X射线通量,表明爆发的大耀斑可以链接到当前结构的小尺度属性。
2015-01-18 astro-ph.SR physics.data-an
JW-FD: A 15-Year Multimodal Dataset for Solar Flare Forecasting
针对太阳耀斑预报的长时程数据需求,构建含3064个活动区的15年多模态数据集JW-FD,采用活动区分层划分避免时间泄漏,经Transformer实验确定Bth=1000 G为≥C1.0级耀斑预报的初步默认磁饱和阈值。
2026-10-01 astro-ph.SR
Modelling of proton acceleration in application to a ground level enhancement
高能质子(>500 MeV)的来源是所谓的地能级增强(GLE),这在太阳物理学中仍然是一个悬而未决的问题。其中一个候选者是由日冕物质抛射驱动的冲击波,它被认为是通过扩散冲击加速来加速粒子。我们进行基于物理学的质子加速模拟使用的冲击和环境等离子体参数来自一个真正的GLE事件的观察信息。我们分析的模拟结果,目的是找出哪些参数是显着的控制加速效率,并得到更好的理解的条件下,冲击可以产生相对论质子。我们使用最近开发的技术,以确定冲击和环境等离子体参数的结果,适用于2012年5月17日GLE事件,并进行质子加速模拟与日冕冲击加速模型。我们已经进行了质子加速模拟九个单独的磁场线,其特征在于各种等离子体条件。对仿真结果的分析表明,冲击波的加速效率,对于那些散射中心压缩比和/或快模态马赫数值较大的激波部分,其将粒子加速到高能量的能力往往更高。同时,由于通量管中等离子体密度的增加,加速效率可以得到加强。在我们的模拟中,耀斑爆发和1 GV刚度的质子的生产时间之间的延迟的分析,以及随后与观测值的比较表明,准垂直部分的冲击在生产相对论质子中发挥主要作用的可能性。
2018-06-14 astro-ph.SR
Quasi-Static 3D-Magnetic Field Evolution in Solar Active Region NOAA 11166 Associated with X1.5 Flare
研究了在非线性力自由场(NLFFF)近似下日冕磁场的准静态演化,旨在了解活动区(AR)NOAA 11166中X1.5耀斑期间磁场拓扑结构与带状辐射之间的关系. 2011年3月9日23时13分,一个类椭圆形的耀斑和两个遥远的带状物发生在双极AR中心被负通量包围的正通量区域上。我们的日冕磁结构与潜在的NLFFF解决方案的分析揭示了一个单一的磁零点的存在与一个扇形的脊椎拓扑结构,是同空间的硬X射线源。扇形分界线表面的足点与准椭圆带状物的内边缘一致,并且外脊与其中一个远程带状物相连接。在演化过程中,缓慢的足点运动使沿极性反转线的场线受到应力,并在扇形分界面周围的日冕中形成电流层。这些电流层触发磁重联作为耗散电流的结果,这是可见的尖形结构在较低的高度。重联过程重新组织的磁场拓扑结构的签名是观察到的separatrices/QSL结构在光球和日冕在前到后耀斑的演变。与以前的数值研究一致,我们的结果表明,线绑定的足点运动扰动的风扇脊柱系统,并导致零点重联,最终导致耀斑的排放在footpoints的场线。
2014-06-30 astro-ph.SR
Determining the 3D Dynamics of Solar Flare Magnetic Reconnection
Heliophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center(日球物理科学部,NASA戈达德太空飞行中心);University of Maryland(马里兰大学);University of Michigan(密歇根大学);Durham University(杜伦大学);Montana State University(蒙大拿州立大学)
本研究通过三维MHD模拟揭示耀斑电流片中等离子体团在耀斑带上留下瞬态螺旋印记,为解释高分辨率观测提供了新方法。
2025-10-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Quasi-Periodic Particle Acceleration in a Solar Flare
太阳耀斑电磁辐射的一个共同特征是存在随时间变化的强度脉动。被称为准周期性脉动(QPP),这些变化的流量似乎包括周期性成分和特征的时间尺度。在这里,我们分析了一个GOES M3.7级耀斑表现出明显的QPP在一个宽波段的波长使用成像和时间序列分析。我们确定QPPs的时间序列的X射线,低频无线电和EUV波长的小波分析,并定位的区域的耀斑网站从QPPs起源通过X射线和EUV成像。发现171埃、1600埃、软X射线(SXR)和硬X射线(HXR)光变曲线内的脉动产生相似的周期,分别为$\sim$ 122 s、$\sim$ 131 s、$\sim$ 123 s和$\sim$ 137 s,表明有共同的祖先。低频无线电发射在2.5兆赫包含一个较长的周期$\sim$ 231秒。成像分析表明,X射线和EUV脉动的位置源自HXR足点,该足点与附近的开放磁场线系统相关联。我们的研究结果表明,间歇性的粒子加速,可能是由于“突发”的磁重联,是负责的QPP。向色球层加速的沉淀电子产生X射线和极紫外脉冲,而逃逸的电子则以III型射电暴的形式产生低频射电脉冲。调制的重联过程中,在情节粒子加速,解释了这些QPP的存在,在整个空间范围内的耀斑发射。
2021-02-08 astro-ph.SR
Photospheric horizontal magnetic field decrease preceding a major solar eruption
Planetary Environmental and Astrobiological Research Laboratory (PEARL), School of Atmospheric Sciences, Sun Yat-sen University(中山大学大气科学学院行星环境与天体生物学研究实验室);CAS center for Excellence in Comparative Planetology(中国科学院比较行星学卓越中心);Key Laboratory of Tropical Atmosphere-Ocean System, Sun Yat-sen University, Ministry of Education(中山大学热带海洋-大气系统教育部重点实验室)
研究发现日冕水平磁场在太阳爆发前的逐渐下降可能源于丝状物的缓慢上升,从而减少日冕脚点处的磁场。
2025-12-21 astro-ph.SR
Call and Response: A Time-Resolved Study of Chromospheric Evaporation in a Large Solar Flare
我们研究了2014年10月22日NOAA AR 12602产生的X1.6太阳耀斑。RHESSI、IRIS和Hinode/EIS涵盖了这一事件的全部,允许分析色球层对非热电子驱动器的响应。我们通过RHESSI光谱拟合推导出非热电子中所含的能量,并将此调用的随时间变化的参数与多普勒速度、密度和非热宽度在宽温度范围内的响应联系起来。注入的总能量为$4.8\times10^{30}$ erg,持续$352$秒。这种能量驱动色球爆炸性蒸发,在1.35- 1.82 MK之间的流动逆转温度下,多普勒和非热速度都有描绘。峰值电子注入的时间(14:06 UT)对应于最高速度的时间。在这个时候,我们发现200公里秒的$^{-1}$蓝移的核心Fe XXIV,这是通常假设是在休息。在此之前不久,非热电子的人口有最浅的光谱指数($\approx$ 6),对应的峰值非热速度在Si IV和Fe XXI。在Fe XIV中,在流动反转温度附近形成的非热速度较低,并且与密度或多普勒速度不相关。在离子与类似的温度的非热速度观察到增加和多普勒速度相关,这意味着未解决的流动周围的流动逆转点。这项研究提供了一个全面的,时间分辨的一套色球诊断的大型X级耀斑,随着时间分辨的能量注入剖面,理想的进一步建模研究。
2022-08-30 astro-ph.SR
Coronal dimmings from active region 13664 during the May 2024 solar energetic events
本文系统研究了2024年5月活动区13664产生的日冕暗化与耀斑及CME的关联,发现单一活动区内耀斑与暗化参数相关性更强,并证实暗化观测能弥补日冕仪无法捕捉CME早期加速阶段的不足。
2025-06-05 astro-ph.SR
X-ray Super-Flares From Pre-Main Sequence Stars: Flare Modeling
Getman等人(2021年)报告了在$Chandra$ MYStIX和SFiNC巡天中发现的主序前(PMS)恒星的$>1000$ X射线超级耀斑的发现、能量学、频率和对周围环境的影响,其X射线能量为$E_X \sim 10^{34}-10^{38}$ ~erg。在这里,我们进行详细的等离子体演化建模的$55$明亮的MYStIX/SFiNC超耀斑从这些事件。它们构成了以统一方式分析的最强大的恒星耀斑的大样本。它们与已发表的来自猎户座星云团年轻恒星、较老的活跃恒星和太阳的X射线超级耀斑进行了比较。出现了若干结果。首先,PMS X射线超级耀斑的性质是独立的存在或不存在的原行星盘推断从红外测光,支持太阳型模型的PMS耀斑磁环与两个脚点锚定在恒星表面。其次,大多数PMS超级耀斑类似于与日冕物质抛射相关的太阳长持续事件(LDE)。缓慢上升的PMS超级耀斑是一个有趣的例外。第三,超级耀斑峰值发射测量和等离子体温度与恒星质量的强相关性类似于由许多较小耀斑组成的PMS X射线发射的相关性。第四,环几何的一个新的相关性与恒星质量有关;更大质量的恒星似乎有更厚的耀斑环。最后,在PMS超级耀斑中,各种太阳-恒星磁性元素的X射线光度和磁通量之间长期存在的关系的斜率似乎比太阳事件更陡。
2021-07-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetic Field Evolution of the Solar Active Region 13664
本研究针对引发2024年强地磁暴的太阳活动区13664,采用基于物理信息神经网络的NF2代码开展三维磁场外推,揭示其磁场演化与耀斑的关联,并公开相关数据集。
2024-09-12 astro-ph.SR
The Solar Cycle
太阳的周期是回顾。太阳活动的11年周期的特点是太阳黑子的数量和表面积的上升和下降。其他一些太阳活动指标也与太阳黑子有关,包括:10.7厘米射电通量,太阳总辐照度,磁场,耀斑和日冕物质抛射,地磁活动,银河宇宙射线通量,以及树木年轮和冰芯中的放射性同位素。单个太阳活动周期的特征包括极大值和极小值、周期和振幅、周期形状、活动纬度向赤道漂移、半球不对称性和活动赤道。周期与周期之间的变化包括蒙德极小期、格雷斯堡周期和格涅维舍夫-奥尔(奇偶)规则。短期变率包括154天周期、准两年变率和双峰最大值。最后,我们检查太阳活动周期的预测技术,并仔细研究第23和24周。
2015-02-25 astro-ph.SR
Quasi-Periodic Fast-Mode Wave Trains Associated with the 2015-Jun-22 M6.5 Flare in AR~12371: Observations and 3D MHD Modeling
Catholic University of America(美国天主教大学);NASA Goddard Space Flight Center(美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心);Bay Area Environmental Research Institute(湾区环境研究所);Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory(洛克希德·马丁太阳与天体物理实验室);Institute for Astronomy, University of Hawai‘i at Mānoa(夏威夷大学马诺阿分校天文学研究所)
研究通过多波长观测和3D MHD模拟,分析了与2015年6月22日M6.5类日闪相关的准周期快速模式波浪,揭示其可能源于间歇磁重联。
2026-03-13 astro-ph.SR
Magnetic flux systems involved in the May 2024 solar energetic events from AR 13664 inferred through coronal dimmings
University of Graz(格拉茨大学);NorthWest Research Associates(西北研究协会)
研究通过分析2024年5月AR 13664区域的日冕变暗,推断出与日冕磁重联和磁场重构相关的磁流系统,发现变暗形态随时间变化,暗示存在两个不同的磁域。
2026-03-24 astro-ph.SR
Tidal triggers and the predictability of solar activity
Institute of Fluid Dynamics, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(德累斯顿罗森多夫亥姆霍兹中心流体动力学研究所);Abastumani Astrophysical Observatory(阿巴斯图马尼天文台)
本文通过分析太阳活动事件与行星潮汐强迫的对应关系,发现1.723年周期与金星、地球和木星大潮的拍频一致,并指出近期太阳风暴和强X耀斑与联合潮汐强迫极大值吻合,从而支持潮汐力同步太阳准两年振荡和施瓦贝周期的假说。
2026-06-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Quasi-Periodic Pulsations in Ionospheric TEC Synchronized with Solar Flare EUV Emission
本文首次发现太阳耀斑色球层EUV辐射中的约85秒准周期脉动与地球电离层TEC同步脉动,利用SDO/EVE数据和TEC测量揭示了电离层对耀斑精细波动的响应及约30秒时间延迟。
2025-04-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Catalogue and statistics of greater than 100 MeV solar proton events during solar cycles 23-25 from SOHO-ERNE observations
National Observatory of Athens(雅典国家天文台);University of Turku(图尔库大学);Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), CNRS, Université de Toulouse(天体物理学与行星学研究所以及法国国家科学研究中心,图卢兹大学);Christian-Albrechts-Universität zu Kiel(基尔基督教阿尔布雷希特大学);Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam(波茨坦莱布尼茨天体物理研究所)
SPEARHEAD项目利用SOHO-ERNE数据整理太阳周期23-25期间超过100 MeV质子事件目录,研究高能质子事件与太阳活动特征的关系。
2026-03-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Connection-angle dependence of proton anisotropy in ground-level enhancement events
Heliophysics Division, NASA Goddard Space Flight Center(NASA 戈达德太空飞行中心日物理部);Catholic University of America(美国天主教大学);Jeremiah Horrocks Institute, University of Lancashire(兰开夏大学杰里迈亚·霍罗克斯研究所)
研究通过分析十个观测良好的GLE事件,发现初始各向异性随磁连接角增加而单调下降,表明磁连接和行星际传输主导了最早相对论粒子的方向特性。
2026-03-20 astro-ph.SR physics.space-ph
CoSEE-Cat: A Comprehensive Solar Energetic Electron event Catalogue obtained from combined in situ and remote-sensing observations from Solar Orbiter -- Catalogue description and first statistical results
本研究发布基于太阳轨道器多仪器观测构建的CoSEE-Cat综合太阳高能电子事件目录,收录303起事件及关联太阳活动数据,初步统计验证了不同类型事件的起源及释放时间延迟的传播成因。
2025-09-03 astro-ph.SR
The 2024 July 16 Solar Event: A Challenge To The Coronal Mass Ejection Origin Of Long-Duration Gamma-Ray Flares
NASA Goddard Space Flight Center(美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心);Catholic University of America(美国天主教大学);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa(意大利国家核物理研究所比萨分部);Jeremiah Horrocks Institute, University of Lancashire(兰开夏大学杰里米·霍罗克斯研究所);W.W. Hansen Experimental Physics Laboratory, Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Department of Physics and SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University(斯坦福大学W.W.汉森实验物理实验室、卡弗里粒子天体物理学与宇宙学研究所、物理系及SLAC国家加速器实验室);Department of Astronomy, University of Maryland, College Park(马里兰大学天文学系);Space Science Center, University of New Hampshire(新罕布什尔大学空间科学中心)
2024年7月16日日冕事件挑战了长持续时间伽马射线暴的起源理论,表明高能γ射线发射可能源于局部粒子加速而非激波回降水。
2025-10-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
Pre-flare and active region plasma flows and structure seen by the short wavelength camera on SOLAR-C/EUVST
University College London, Mullard Space Science Laboratory(伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室);University of Vienna, Institute of Astrophysics(维也纳大学天体物理研究所);Computational Physics, Inc.(计算物理公司);Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency(日本宇宙航空研究开发机构宇宙科学研究所);National Astronomical Observatory of Japan(日本国立天文台);Space Science Division, Naval Research Laboratory(海军研究实验室空间科学部);Institute for Space-Earth Environmental Research, Nagoya University(名古屋大学地球-环境宇宙研究中心)
研究太阳耀斑触发和日冕加热机制,通过对太阳-C/EUVST 短波长相机正向建模并与前代 EIS 比较,发现其能分辨通量管、捕捉速度梯度,精度优于 1km/s,有望直接观测耀斑触发相关过程并确定活动区环结构。
2026-07-14 astro-ph.IM astro-ph.SR
Exploring Deep Learning for Full-disk Solar Flare Prediction with Empirical Insights from Guided Grad-CAM Explanations
Georgia State University(佐治亚州立大学)
本研究提出全日面深度学习模型预测≥M级太阳耀斑,利用Guided Grad-CAM解释,在中心和近临边均有效,TSS约0.51,HSS约0.38,识别活动区特征,对业务预测有重要意义。
2023-08-30 astro-ph.IM astro-ph.SR cs.LG
Role of CME clusters and CME-CME interactions in producing sustained $γ$-ray emission
NASA Goddard Space Flight Center(美国宇航局戈达德太空飞行中心);The Catholic University of America(美利坚天主教大学)
本研究通过分析2011-2019年76个主要活动区,发现CME簇及CME-CME相互作用在产生持续γ射线发射中起重要作用,且与SGRE相关的CME速度与相互作用条件密切相关。
2025-09-25 astro-ph.SR
Solar neutron and muon detection on November 11, 2025: First simultaneous recovery of energy spectra
A.Alikanyan National Lab (Yerevan Physics Institute)(阿·阿利卡尼扬国家实验室(叶里万物理研究所))
2025年11月11日,Aragats太阳中子望远镜首次同时测量到与太阳耀斑相关的高能中子和μ子能量谱,揭示了太阳粒子加速条件的演变。
2025-11-26 astro-ph.SR physics.ao-ph physics.space-ph
Solar Flare Hard X-ray Polarimetry with the CUbesat Solar Polarimeter (CUSP) mission
INAF-IAPS(意大利国家天体物理研究所-罗马天文物理研究所)
CUSP 是一项计划进入近地轨道的 CubeSat 太阳硬 X 射线康普顿偏振测量任务,用于研究耀斑磁重联与粒子加速,本文介绍其任务设计及基于 Geant4 和实验的载荷性能。
2025-09-16 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.space-ph
Multiwavelength Campaign Observations of a Young Solar-type Star, EK Draconis. I. Discovery of Prominence Eruptions Associated with Superflares
通过对年轻太阳型恒星EK Draconis的12天多波长观测,发现三次超级耀斑及两次日珥喷发,其中一次伴随候选快速CME,为理解年轻恒星喷发活动及其对行星环境影响提供关键证据。
2023-12-24 astro-ph.EP astro-ph.SR