Impulsive Solar Energetic Particle Events: EUV Waves and Jets
脉冲太阳高能粒子(ISEP)事件显示出特殊的元素组成,具有增强的3 He和重离子丰度,与我们的太阳系组成明显不同。此外,事件的特点是各种各样的能量谱形状从幂律到圆形的频谱向低能量。这些事件的太阳源与日冕喷流密切相关。令人惊讶的是,新的观测结果表明,这些事件通常伴随着所谓的极紫外(EUV)日冕波-与射流相比,这是一种大规模的现象。本文概述了目前的认识,极紫外波与喷流和高能离子在ISEP事件的联系。
2021-12-28 astro-ph.SR physics.space-ph
Empirical Model of 10-130 MeV Solar Energetic Particle Spectra at 1 AU Based on Coronal Mass Ejection Speed and Direction
基于日地关系天文台(STEREO)、地球同步轨道运行环境卫星(GOES)和反物质探测与轻核天体物理有效载荷(PAMELA)卫星的多点观测数据,提出了一个新的经验模型,用于预测1 AU处10 ~ 130 MeV的太阳高能粒子(SEP)事件积分谱和峰值强度谱.分析的数据样本包括2010年至2014年期间发生的32个SEP事件,在三个航天器位置明确记录了能量超过几十MeV的统计学显著质子信号。通过假设能量相关的二维高斯函数形式,并考虑到母日冕物质抛射(CME)的强度和速度以及磁场线连接角之间的相关性,重建了SEP强度的空间分布.所用的日冕物质抛射测量数据来自于空间天气知识、信息数据库(DONKI)。模型的性能,包括其外推到较低/较高的能量,测试通过比较与20 SEP事件的光谱不用于推导模型参数。尽管简单的模型,观察到的和预测的事件集成和峰值强度在地球上,并在STEREO航天器的这些事件显示出显着的协议,无论是在光谱形状和它们的绝对值。
2021-02-23 astro-ph.SR physics.space-ph
The acceleration of high-energy protons at coronal shocks: the effect of large-scale streamer-like magnetic field structures
最近的观测表明,在大型太阳高能粒子(SEP)事件中,由日冕物质抛射驱动的日冕冲击可以在几个太阳半径内发展和加速粒子。出于这一动机,我们提出了一个SEP加速研究,包括快速冲击通过低电晕区域具有闭合和开放场线的流状磁场传播的过程。质子的加速是通过数值求解帕克输运方程与空间扩散沿和横跨磁场。我们表明,粒子可以充分加速到几百兆电子伏的2-3太阳半径。当冲击波传播通过流光状磁场时,与具有简单径向磁场的情况相比,粒子被更有效地加速,这主要是由于垂直冲击波几何形状和封闭磁场的自然捕获效应。我们的结果表明,日冕磁场配置是产生大SEP事件的一个重要因素。我们进一步表明,日冕磁场的配置强烈影响高能粒子的分布,导致沿冲击波阵面的大部分高能粒子集中的源区的不同位置。这项工作可能对SEP观测有很大的影响。即将发射的帕克太阳探测器将对日冕激波区高能粒子的分布进行现场观测,并检验研究结果。
2017-10-31 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Energetic Particle Acceleration by a Shock Wave Accompanying a Coronal Mass Ejection in the Solar Atmosphere
研究了伴随日冕物质抛射(CME)的激波对太阳高能粒子的加速作用。加速粒子谱演化的描述是基于数值计算的扩散输运方程与一组现实的参数。确定了CME与激波速度之间的关系,该关系依赖于CME的初始半径。根据CME的初始半径,它的速度,和散射阿尔芬波的磁能,加速粒子谱建立在10-60分钟从CME运动开始。粒子的最大能量达到0.1-10 GeV。3-5 $R_\odot$的CME半径和5-10 $R_\odot$的激波半径与观测结果一致。如果日冕中的湍流谱与Kolmogorov谱有很大的不同,则计算的粒子谱与地面探测器记录的事件中的观测粒子谱一致。
2017-02-08 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Successive Coronal Mass Ejections Associated with Weak Solar Energetic Particle Events
双日冕物质抛射(CME)的情况,即已经发现,在大的太阳高能粒子(SEP)事件中,在先前的CME(preCME)之前的快速且宽的初级CME(priCME)有利于更有效的粒子加速。在这里,我们研究了2007- 2014年期间与双CME爆发相关的19个事件,但在L1点没有大的SEP观测。我们结合多个航天器的遥感和现场观测,研究磁连通性在SEP探测中的作用和三维(3D)空间中的CME信息。我们研究了priCME三维速度,耀斑强度,超热背景,CME-CME相互作用的高度与SEP强度的一对一的相关性。其中,发现priCME速度与SEP峰强度在最高水平相关。我们使用投影相关法来分析这些多个独立因素的组合与SEP峰强度之间的相关性。我们发现,只有两个或两个以上的参数,具有较高的相关性比CME速度的SEP峰强度的组合是CME速度与传播方向相结合。这进一步支持了priCME在控制SEP增强中的主导作用,并强调了纬度效应的考虑。总体而言,经度和纬度上的磁连通性以及相对较低的priCME速度可以解释双CME SEP-贫事件的存在。针对2013年10月28日的一个事件,讨论了前CME的屏障效应的作用。
2021-09-06 astro-ph.SR physics.space-ph
Statistical Analysis of the Relation between Coronal Mass Ejections and Solar Energetic Particles
为了提高对太阳高能粒子(SEP)事件的预报能力,需要更好地了解日冕物质抛射(CME)与SEP事件之间的关系。在这里,我们提出了一个关于CME源位置和速度的SEP发生和时间尺度的统计研究,考虑了2006年12月至2017年10月期间发生的所有257个快速($v_{CME}$ $\ge$ 900 km/s)和宽(角宽度$\ge$ 60 $^{\circ}$)CME。我们将它们与SEP事件在能量超过10兆电子伏。对每个日冕物质抛射源区的分析表明,如果日冕物质抛射起源于相对于观测者的E20-W100经度,那么日冕物质抛射更经常伴随SEP事件。然而,如果CME为$<$ 2000 km/s,则SEP事件仍可能不存在。对于相关的CME-SEP对,我们根据Kahler(2005,2013)计算每个SEP事件的三个时间尺度;即开始时间(TO),上升时间(TR)和持续时间(TD)。它们与CME源区相对于帕克螺旋足点的经度($ΔΦ$)和$v_{CME}$相关。TO往往是$|ΔΦ|$ $<$ 60 $^{\circ}$的缩写。TR和TD的这种趋势较弱。SEP时间尺度仅与$v_{CME}$弱相关。TR和TD与$v_{CME}$的正相关性见于连接不良(大$|ΔΦ|$)事件。此外,对于小$|ΔΦ|$事件,TO似乎与$v_{CME}$呈负相关。
2020-07-16 astro-ph.SR physics.space-ph
The Acceleration of Energetic Particles at Coronal Shocks and Emergence of a Double Power Law Feature in Particle Energy Spectra
我们提出了数值模拟的粒子加速日冕冲击波传播通过一个流光状的磁场通过求解帕克输运方程的空间扩散沿和跨磁场。我们表明,在冲击的高能粒子强度是最大的位置,取决于粒子的能量和时间。由于垂直激波几何形状和闭合磁场的俘获效应,粒子加速到100 MeV以上主要发生在激波-流注相互作用区。粒子谱与径向磁场中的粒子谱的比较表明,在100 MeV(200 MeV)处的强度增强了一个以上的数量级(两个数量级)。这表明,流状磁场可能是产生大的太阳高能粒子事件的一个重要因素。我们还表明,在模拟域集成的能量谱由两个不同的幂律。进一步的分析表明,它可能是两种不同的人口在流光和开放领域的加速,其中的加速率有很大的不同的混合物。我们的计算还表明,粒子谱的影响相当大的一些参数,如流光倾斜角,粒子的空间扩散系数,和冲击压缩比。虽然低能谱与标准扩散激波加速理论吻合良好,但断裂能范围从$\sim$ 1 MeV到$\sim$ 90 MeV,高能谱可以扩展到$\sim$ 1 GeV,斜率为$\sim$ 2-3。
2019-07-31 astro-ph.SR physics.space-ph
Widespread 1-2 MeV Energetic Particles Associated with Slow and Narrow Coronal Mass Ejections: Parker Solar Probe and STEREO Measurements
日冕中的超热离子被认为是与快速和广泛的日冕物质抛射(CME)相关的大的渐进的太阳高能粒子(SEP)事件的种子粒子。更好地了解超热粒子作为SEP事件种子种群的作用,可以通过使用靠近太阳的观测。我们研究了2020年5月27日至6月2日帕克太阳探测器(PSP)上的太阳综合科学调查(IS $\odot$ IS)套件观测到的一系列SEP事件,在此期间PSP的日心距离在$\sim$ 0.4和$\sim$ 0.2 au之间。Ahead日地关系天文台(STEREO-A)在1 au附近也观测到了这些事件,但粒子强度量级远低于PSP。我们发现,SEP应该在空间中传播,因为它们的源区远离两个航天器的标称磁足迹,而母CME是缓慢而狭窄的。我们研究的SEP事件的衰变阶段在$\sim$ 1-2 MeV的质子能量范围内的PSP和STEREO-A,并讨论其性质的连续注入连续的太阳爆发和测量的距离。这项研究表明,种子粒子可以连续产生的爆发与缓慢和狭窄的日冕物质抛射,在很大一部分的内日球层,并保持在那里几十个小时,即使最小的粒子强度增强测量近1 AU。
2021-11-18 astro-ph.SR physics.space-ph
PSP/IS$\odot$IS Observation of a Solar Energetic Particle Event Associated With a Streamer Blowout Coronal Mass Ejection During Encounter 6
在本文中,我们研究了IS $\odot$ IS的高能粒子仪器-低(EPI-Lo)于2020年9月30日在0.18 AU内观测到的低能SEP事件。这个小SEP事件具有非常有趣的时间剖面和离子组成。结果表明,最大能量和强度峰值主要出现在开口径向磁场上。这一事件显示出速度分散,并且在整个事件中观察到强烈的粒子各向异性,表明更多的粒子从太阳向外流动。在整个事件中,我们没有在现场等离子体或磁场数据中看到冲击。除了质子和4 He之外,还检测到重离子,如O和Fe,但在3 He或高能电子中没有显著增强。我们的分析表明,这一事件是与一个缓慢的流光井喷日冕物质抛射(SBO-CME)和这个小的CME事件的签名是一致的,那些典型的较大的CME事件。这一事件的时间-强度剖面显示PSP遇到了SBO-CME的西侧。在无激波的局部等离子体中,这一事件的各向异性和色散性质表明,这些粒子很可能在太阳附近被SBO-CME前方的弱激波或压缩波加速。这一事件可能代表了对低能SEP种子粒子群来源的直接观测。
2021-12-09 astro-ph.SR physics.space-ph
Observations of an Energetically Isolated Quiet Sun Transient: Evidence of Quasi-Steady Coronal Heating
越来越多的证据表明,日冕加热的贡献来自较冷的太阳大气层,特别是安静的太阳(QS)条件,挑战标准的太阳大气描述明亮的过渡区(TR)的排放。因此,问题的作用,动态QS瞬变的贡献,总的日冕能量预算的升高。利用{\it大气成像组件}和{\it太阳动力学天文台}上的{\it日面磁成像仪}的观测数据,以及日冕磁场的数值模型外推,我们研究了一个动态QS瞬态,该瞬态与TR能量隔离,并从两个加热环弧共享的一个共同的足点挤出。一个非因果关系的QS瞬态和广泛传播的磁场重组事件的幕式加热之间建立,而证据被发现有利于典型的喷发过程的磁拓扑结构。准稳态交换重联事件牵连作为瞬态的明显明亮的辐射签名的来源。我们认为QS瞬态的时间稳定($\approx$\,35\,min)的辐射性质发生的结果,大规模的磁场几何形状的QS和/或相对安静的性质的磁光球,这可能会起到抑制能量积累过程所需的启动灾难性的喷发阶段。这项工作提供了洞察QS的热力学和磁喷发过程准稳定加热的小规模动态和TR瞬态的关系。这项工作提高了参数的不可忽略的日冕加热贡献冷大气层在QS条件下,并增加了太阳风质量喂养的动态瞬变的证据。
2015-07-15 astro-ph.SR
Transfer of Entropy between the Magnetic Field and Solar Energetic Particles during an Interplanetary Coronal Mass Ejection
针对太阳高能粒子(SEPs)热力学特性研究不足的问题,本文利用帕克太阳探测器数据,分析ICME期间SEP动能分布参数κ_EP与磁场增量分布参数κ_ΔB的关系,发现两者反相关,揭示熵从磁场向SEP转移的机制,为理解ICME提供新视角。
2025-04-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Coronal magnetic topology and the production of solar impulsive energetic electrons
我们调查了2002年10月20日太阳脉冲高能电子(SIEE)事件的两个候选太阳源或活动区(AR)。考虑仪器效应,利用SIEE的速度色散,导出了SIEE的太阳粒子释放时间。发现在太阳上存在双电子注入。低能量(<13 keV)的电子注入与AR 10154中的C6.6耀斑一致,并伴随着突出的III型射电爆发,而不是AR 10160中更强的M1.8耀斑。然而,M1.8耀斑产生微弱的III型射电暴。而当一个类似喷流的日冕物质抛射到2.6个太阳半径时,9分钟后释放出25到300 keV的电子。基于位场源面(PFSS)模型,我们进一步研究了这两个AR上方的日冕磁位形。研究发现,起源于AR10154并与地球连接良好的开放场线为高能电子提供了逃逸通道。只有一小部分磁场在AR 10160上方开放,这是微弱的III型射电爆发的原因。然而,这些线并没有很好地连接起来,使得近地航天器无法探测到SIEE。这些结果似乎建立了日冕磁拓扑结构,III型射电暴的形成和SIEE的产生之间的物理联系。
2013-07-17 astro-ph.SR
Global Energetics of Solar Flares: IV. Coronal Mass Ejection Energetics
本研究是全球耀斑能量学项目的第四部分,其中使用基于EUV调光效应的新方法,测量了在太阳动力学天文台(SDO)任务的前3.5年期间观测到的399个M和X级耀斑事件中日冕物质抛射(CME)的质量$m_{\mathrm{cme}}$、动能$E_{\mathrm{kin}}$和引力势能$E_{\mathrm{grav}}$。EUV调光的径向绝热膨胀过程,这是适合于观察到的CME源区的总发射测量的演变。该模型导出了CME源区的平均电子密度、发射测度、体等离子体膨胀速度、质量和能量的演化。EUV调光方法是真正的互补汤姆逊散射方法在白光中,探测日冕物质抛射在日光层中的演变在$r > 2 R_{\odot}$,而EUV调光方法跟踪日冕物质抛射发射。我们比较了在白光中获得的CME参数与LASCO/C2日冕与从EUV调光与大气成像组件(AIA)机载SDO的所有相同的事件在两个数据集。我们调查CME参数之间的相关性,相对时间与耀斑参数,频率发生分布,和磁,热,非热,和CME能量之间的能量分配。CME能量被发现是系统低于耗散的磁能,这是一致的CME的磁性起源。
2016-05-16 astro-ph.SR
Double-power-law feature of energetic particles accelerated at coronal shocks
最近的观测表明,在许多大的太阳高能粒子(SEP)事件中,事件积分微分谱类似于双幂律。我们进行数值模拟的粒子加速在日冕冲击波传播通过一个流光状的磁场通过求解帕克输运方程,包括质子和较重的离子。我们发现,对于所有的离子物种的能谱集成在模拟域可以描述由一个双幂律,和断裂能量取决于离子的电荷质量比为$E_B \sim (Q/A)^α$,与$α$从0.16到1.2通过考虑不同的湍流光谱指数。我们认为,双幂律分布可能会出现的高能粒子从不同的源区域的加速率显着不同,由于粒子扩散的叠加的结果。高能粒子的扩散和混合也可以解释在某些SEP事件中观察到的高能量下Fe/O的增加。虽然进一步的混合过程可能会发生,我们的模拟表明,无论是幂律打破或翻转可以发生在太阳附近,并预测光谱形式变化显着沿冲击波阵面,这可能是即将到来的近太阳SEP测量帕克太阳探测器和太阳轨道器检查。
2022-01-18 astro-ph.SR
Coronal Sources of Impulsive Fe-Rich Solar Energetic Particle Events
我们回顾了1994年至2013年期间观测到的111个富铁脉冲太阳高能($\sim$ 3 MeV/nuc)粒子(SEP)事件的最新工作。强元素丰度增强与A/Q(离子质荷比)成比例,为(A/Q)$^α$,其中2 $< α<$ 8用于不同事件。大多数富铁事件与耀斑和日冕物质抛射(CME)有关,而那些具有较大$α$的事件与较小的耀斑、较慢和较窄的CME以及较低的SEP事件注量有关。满足观测到的A/Q增强所需的窄平衡温度范围为2.5- 3.2 MK,远低于$>$ 10 MK的特征耀斑温度。只有少量的SEP事件稍微超出这个温度范围,发现在扩大搜索的脉冲富铁事件。在时间上孤立的事件和在集群中发生的事件的特征是相似的。目前的挑战是确定富铁事件的太阳来源。在2.5- 3.2 MK范围内的环境日冕区广泛分布在活动区内外。我们探讨的可能性,从热等离子体在重接电流片的背景下观察到的标准和井喷射流加速。最近的电流片重连建模提供了一个基础的A/Q增强。
2015-09-30 astro-ph.SR
The Efficiency of Harmonic Emissions Excited by Energetic Electrons in Coronal Loops
本研究通过模拟探讨了高能电子在日冕环不同位置(环顶或足点附近)注入对二次谐波辐射等波模激发的影响,发现注入位置显著改变波模的空间分布与强度,强调了注入位置对日冕环波特性的决定性作用。
2025-04-01 astro-ph.SR
Coronal Shock Waves, EUV waves, and Their Relation to CMEs. I. Reconciliation of "EIT waves", Type II Radio Bursts, and Leading Edges of CMEs
我们展示了耀斑相关的磁绳结构的突然爆发的日冕波激发的例子。波可能迅速变陡成冲击波,然后像减速的冲击波一样自由传播,表现为莫顿波和EUV波。我们提出了一个简单的定量描述,这样的冲击波,以调和他们所观察到的传播与漂移率的度量II型爆发和运动学的前沿日冕物质抛射(CME)。考虑到不同的等离子体密度衰减波的传播和沿太阳表面,我们证明了漂移率的II型爆发和速度的EUV波,莫尔顿波,和CME观察到的一些已知的事件之间的密切对应关系。
2011-10-18 astro-ph.SR
Propagation of Solar Energetic Particles during Multiple Coronal Mass Ejection Events
我们研究了多次太阳爆发期间的太阳高能粒子(SEP)事件。2000年11月24日至26日、2001年4月9日至13日和2005年8月22日至25日的分析序列由来自同一活动区的晕型日冕物质抛射(CME)组成,并与强烈的耀斑、极紫外波和行星际射电II型和III型爆发有关。这些序列中的前两个太阳事件都显示出地球附近的SEP增强,但第三个没有。我们观察到,在这些后一个事件中,III型射电爆发停止的频率比早期事件高得多,这表明爆发没有达到地球附近典型的等离子体密度水平。为了解释每个序列中缺少的第三个SEP事件,我们认为,较早发射的CME和CME驱动的冲击要么减少了种子粒子数量,从而导致无效的粒子加速,要么较早发射的CME和冲击改变了传播路径或阻止了电子束和SEP的传播,所以即使记录到了冲击波的到来,它们也没有在地球附近被探测到。
2015-12-15 astro-ph.SR
Coronal Heating Driven by A Magnetic-gradient Pumping Mechanism in Solar Plasmas
日冕加热是天体物理学中一个长期存在的谜团。考虑到太阳磁场在空间上是不均匀的,从太阳表面到日冕有相当大的磁场梯度,本文提出了一种磁梯度泵机制,并试图解释热等离子体上升流的形成,如热II型针状体和热等离子体喷射等。磁场梯度驱使高能粒子从下方的太阳大气层向上移动,形成热的上升流。这些向上流动的高能粒子沉积在日冕中,使日冕变得非常热。粗略估计表明,日冕可以被加热到100万度以上,色球层中的上升速度约为40 km/s,日冕中的上升速度约为130 km/s。太阳磁通量管就像一台抽水机,从下面的热光球层中抽取高能粒子,输送它们并沉积在日冕中。高能粒子的沉积会使日冕变热,而它们从光球层逃逸会使下面的光球层变冷。这一机制为太阳日冕加热之谜提供了一个自然的解释。
2014-10-23 astro-ph.SR
Factors Affecting The Intensity of Solar Energetic Particle Events
本文对可能影响太阳高能粒子(SEP)事件的日冕物质抛射(CME)驱动冲击的环境和源因子的影响进行了更新。通过对第23太阳周所有大SEP事件的研究,证实了文献[1]中CME相互作用引起的强度变化。大的SEP事件被分为两组,一组与CME运行到其他CME,另一组与CME运行到周围的太阳风。与CME相互作用的SEP事件通常具有较高的强度。还讨论了冕洞对SEP强度的影响等新的可能性。例如,在一个连接良好的喷发和太阳盘中心之间存在一个大的冕洞,可能会因为CME和冕洞之间的相互作用而使冲击波连接不良。这一点可以用2004年12月3日的SEP事件来说明,该事件比相关的CME的开始延迟了大约12小时。在太阳上没有其他事件可以与SEP发作相关联。这一事件是一致的冕洞相互作用的可能性,影响的CME的连通性,产生SEP,因此SEP事件的强度。
2011-09-13 astro-ph.SR
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
Harmonic ECME Excited by Energetic Electrons Travelling Inside A Coronal Loop
要完全了解太阳射电爆发,需要发展能够将大规模活动与动力学等离子体过程联系起来的数值技术。作为起点,本研究提出了一种结合三种不同技术的数值方案:(1)外推覆盖特定活动区域的磁场以导出背景场,(2)引导中心模拟选定环内数百万粒子的动力学以揭示环的某些部分周围的积分速度分布函数(VDF),(3)用PIC方法模拟了由所得到的分布引起的高能电子驱动的动力学不稳定性。在不同的水平(弱,中等,和强),由于波/粒子相互作用的散射效应被认为是使用规定的时间尺度的散射。结果表明,所获得的VDF包含正梯度的带状和损失锥特征,这两种特征都能驱动电子回旋脉泽发射(ECME),ECME是某些太阳射电爆发,特别是太阳射电尖峰的一种可行的辐射机制.带状特征在驱动谐波X模式中是重要的,而损耗锥特征在驱动基本X模式中可能是重要的。在弱散射的情况下,高能电子向X2的能量转换率可以达到~2.9 * 10^-3 Ek 0,其中Ek 0是高能电子的初始动能。这项研究展示了一种在太阳耀斑期间在日冕中激发X2模的新方法,并为太阳耀斑期间如何在日冕环内产生逃逸辐射提供了新的视角。
2021-01-05 astro-ph.SR
Dynamics and Energetics of Resistive, Thermally Conductive, and Radiative Plasma in Coronal Current Sheets due to Asymmetric External Perturbation
本文通过对比四种能量损失情形,研究了非对称波状扰动下日冕电流片的动力学与能量学,发现热传导会促进撕裂模碎裂和磁重联,而辐射冷却起抑制作用,从而揭示能量损失机制对等离子体团形成的关键影响。
2024-12-31 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Early Evolution of an Energetic Coronal Mass Ejection and Its Relation to EUV Waves
我们研究了与X级耀斑相关的一次日冕物质抛射(CME),它的起源在低日冕中被高节奏、高分辨率的EUV图像清楚地观测到,这为我们提供了一个难得的机会来详细地见证高能CME的早期演化。喷发开始于活动区外围的类似喷流的事件之后,冷却的覆盖环(~1 MK)缓慢膨胀。在扩展环路系统的下方,在热EUV通带中的增亮有源区的正上方看到反向S形调光。变暗与上升的弥漫拱(~6 MK)有关,我们将其解释为预先存在的高通量绳。这是其次由双热通道(~10 MK)从有源区的核心出现。较高的结构比较低的结构上升得更早、更快,其前沿经历了高达35 km s $^2$的极快加速度。这表明,环面的不稳定性是主要的喷发机制,它是高的平躺通量绳,而不是热通道,驱动喷发。日冕等离子体的压缩,裙和覆盖在扩大的环系统,其纵横比$h/r$随着时间的增加,作为一个快速的向上加速的结果,在驱动向外传播的全球EUV波和向日传播的本地EUV波,分别起着重要的作用。
2014-10-08 astro-ph.SR
Abundance Enhancements in Impulsive Solar Energetic-Particle Events with Associated Coronal Mass Ejections
研究了Wind卫星观测到的富含Fe的脉冲太阳高能粒子(SEP)事件中He ~ Pb元素的丰度,以及它们与SOHO卫星上的大角度光谱日冕仪(LASCO)观测到的日冕物质抛射(CME)的关系.平均而言,这些事件中的元素丰度与低Z下的日冕丰度相似,但对于较重的元素,离子的质荷比A/Q(在日冕温度为2.5-3 MK时)以幂律增加,Ne为3倍,Fe为9倍,75<Z<83为900倍。丰度的能量依赖性在2-15 MeV/amu范围内是最小的。在1994年11月至2013年8月期间,我们使用Wind航天器发现了111个富铁脉冲SEP事件,与CME的关联率为69%。日冕物质抛射是狭窄的,中位宽度为75度,典型地来自太阳的西半球,中位速度约为600公里/秒。几乎所有SEP发作都发生在CME发作后1.5-5 h内。越快(>700 km/s),我们样本中较宽的CME与具有日冕丰度的SEP有关,表明具有完全电离的He,C,N和O的热日冕等离子体以及相对于He的较重元素的适度增强,但较慢(<700 km/s),较窄的CME从较冷的等离子体中出现,其中较高的SEP质荷比A/Q产生更大的丰度增强,甚至对于C/He和O/He。显然,脉冲SEPs加速的开放磁重联区域也提供了驱逐CME等离子体的能量,这说明了一个强大的,可能是普遍的脉冲SEP-CME关联。
2014-04-12 astro-ph.SR
Acceleration and Release of Solar Energetic Particles Associated with a Coronal Shock on 2021 September 28 Observed by Four Spacecraft
本研究利用四艘航天器观测,分析2021年9月28日SEP事件,发现SEP释放时间比EUV波连接足点时间延迟30-60分钟,并探讨了激波加速与释放机制。
2024-02-06 astro-ph.SR physics.space-ph
Influence of numerical domain design in simulations of solar coronal heating with the MAGEC code
Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利天体物理研究所);Dpto. de Astrofísica, Universidad de La Laguna(拉古纳大学天文学系)
本研究采用MAGEC代码,探究太阳日冕加热模拟中计算域尺寸、边界条件、网格分辨率对热结构与能量平衡的影响,明确了非反射边界条件等关键参数的作用。
2026-10-16 astro-ph.SR
Possible role of coronal streamer as magnetically-closed structure in shock-induced energetic electrons and metric type II radio bursts
两个太阳II型射电爆发,相隔约24小时的时间,一起检查。这两个事件都与日冕物质抛射(CME)有关,CME是从一个观测良好的头盔流光下方的同一个活动区(NOAA 11176)爆发的。我们发现,在这两个事件中的II型排放结束后,CME/冲击前通过白光流光尖端,这大概是磁尖的流光。这使我们推测,在日冕冲击的电子加速和II型激发的流光的封闭磁弧可能发挥作用。为了检验这样一个猜想,我们进行了一个测试粒子模拟的电子动力学在一个大规模的部分封闭的流光磁配置扫过的日冕冲击。我们发现闭合场线起着电子陷阱的作用,通过它电子被多次送回激波前沿,从而被激波加速到高能量。初始能量为300 eV的电子可以被加速到几十keV,集中在靠近激波阵面的环顶点处,在大多数位置具有逆流分布。这些电子的能量足以激发朗缪尔波和射电暴。考虑到大多数太阳爆发起源于封闭场区域的事实,我们认为这种情况可能对产生更多的公制II型很重要。本研究还解释了20-30 MHz以上米制II类星的一般终止频率以及米制II类星与行星际II类星的分离问题。
2014-10-29 astro-ph.SR
Parker Solar Probe Observations of Energetic Particles in the Flank of a Coronal Mass Ejection Close to the Sun
帕克太阳探测器在0.2 au处观测到CME侧翼,发现孤立磁通管中粒子呈耀斑源特征,而鞘层和CME内部粒子被加速并局域约束,CME有助于积累高能粒子群并促进后续更高能加速。
2024-05-26 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Energetic Particle-Associated Coronal Mass Ejections Observed by the Mauna Loa Solar Observatory Mk3 and Mk4 Coronameters
该研究结合地基与天基日冕仪观测数据,首次综合分析1980-2013年与25MeV太阳高能质子事件相关的日冕物质抛射,发现伴随SEP的CME更快更宽,但低日冕CME动力学可靠估算存在挑战,影响SEP早期预警。
2023-08-24 astro-ph.SR
Non-interacting coronal mass ejections and solar energetic particles near the quadrature configuration of Solar TErrestrial RElations Observatory
本文介绍了非相互作用的日冕物质抛射(CME)和太阳高能粒子(SEP)的相关性。对第24太阳周上升相的25个SEP事件及其伴随的CME和耀斑进行了统计分析,2009-2013年,标志着日地关系天文台(STEREO)的正交配置。CME的完整运动学在STEREO的这种配置附近得到了很好的研究。此外,我们还对STEREO和SOLAR以及日光层天文台(SOHO)的观测结果进行了对比研究。CME的速度与SEP的强度密切相关。我们进一步研究了这种相关性,采用瞬时速度(最大速度和CME速度和SEP峰值通量的马赫数),以检查它们是否比平均速率更好地指示SEP通量。我们的初步结果表明,这种方法有更好的相关性。此外,关联表明,能量大于10 MeV的质子流主要由快日冕物质抛射产生的激波加速,而能量大于50 MeV和大于100 MeV的粒子流主要由快日冕物质抛射产生的激波加速,但也有部分由耀斑加速。相反,太阳耀斑的X射线通量和SEP峰值通量的相关性较差。
2020-10-03 astro-ph.SR
Connecting remote and in situ observations of shock-accelerated electrons associated with a coronal mass ejection
本研究结合多平台遥测、原位观测及日冕建模,探究与日冕物质抛射相关的激波加速电子的起源与传播,验证了射电暴观测与航天器近相对论电子观测的时间关联性。
2023-12-12 astro-ph.SR physics.space-ph
Energetics of the solar atmosphere
日冕在光球层上的过高温度构成了一个挑战。多个高能事件有助于维持日冕在如此高的温度。不同事件释放的能量可以在几个数量级上变化。像耀斑和日冕物质抛射(CME)这样具有地磁重要性的大能量事件对日冕的全球能量学贡献很小。因此,需要非常详细地研究具有几个(9-10)数量级的较低能量的事件,其发生频率要高得多。观测表明,这些具有不同能量的脉冲事件遵循幂律分布,表明一个共同的潜在机制。我们进行观测动机的日冕环(磁通量管)的建模,以了解这些小的瞬态事件的能量和它们的相似性脉冲事件,如耀斑。本论文采用基于日冕环0维流体动力学描述的EBTEL程序。这种方法是适当的快速估计系统的能量在很宽的参数范围。然后,我们讨论了EBTEL的改进,使其适用于更广泛的参数范围。其次,使用改进的EBTEL,探索使用单一的幂律分布模拟不同能量的脉冲事件的可能性。从多热等离子体和流体动力学模型的各个组成部分所观察到的排放量之间的比较表明加热是脉冲的。由于脉冲事件引起的场向流是我们模拟日冕循环的重要组成部分,我们讨论了过渡区加热的背景下,这种流动的影响。
2023-02-18 astro-ph.SR
The evolution of coronal shock wave properties and their relation with solar energetic particles
针对2013年10月11日STEREO观测的孤立缓变型SEP事件,结合多航天器成像、激波重建与3D磁流体建模,揭示激波演化特性与SEP强度成分的时间关联,发现电子质子同时释放及准垂直激波阶段电子-质子比升高的规律。
2024-06-11 astro-ph.SR physics.space-ph
Energetic consequences of flux emergence
当太阳对流层中的磁场急剧上升并穿透可见太阳表面(光球层)时,该表面上方的大气(日冕)必须以某种方式作出响应。日冕磁场对光球强迫的一个反应是在磁场中产生应力,产生大电流并储存磁自由能。利用日冕磁场的拓扑模型,我们将量化这种自由能。我们发现,自由能之前,主要耀斑在活动区域的30%和50%之间的潜在的场能量。在第二种方式中,日冕磁场可能会在拓扑结构上进行重组,与新出现的磁场形成新的磁连接。我们使用我们的拓扑模型来量化的情况下,太阳耀斑和日冕物质抛射的快速重组,发现之间的1%和10%的总活动区流量交换。最后,我们使用观测数据来量化的缓慢,静态的重联与预先存在的领域,并发现,对于小的活动区域之间的20%和40%的总出现的流量可能已重新连接在任何给定的时间。
2013-09-18 astro-ph.SR
Tracking a solar energetic eruption and associated energetic particles from Sun to spacecraft
University of Turku(图尔库大学);Turku Collegium for Science, Medicine and Technology, University of Turku(图尔库科学与技术医学学院,图尔库大学);University of Graz(格拉茨大学);Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP)(波茨坦莱布尼茨天体物理研究所 (AIP));LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité, CY Cergy Paris Université, CNRS(拉格朗日天体物理学实验室,巴黎天文台,巴黎文理研究大学,索邦大学,巴黎西岱大学,塞吉-蓬图瓦兹大学,法国国家科学研究中心)
本研究结合SOLER项目工具,利用遥感与原位观测及MHD模型,关联太阳高能爆发的日冕过程与日球层高能粒子,明确了相关日冕波等特征。
2026-10-15 astro-ph.SR physics.space-ph
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
Cross-Field Diffusion Effects on Particle Transport in a Solar Coronal Flux Rope
本文构建COCONUT+PARADISE模型,研究CME磁流绳中跨场扩散对高能粒子输运的影响,发现小垂直平均自由程即可使外层粒子逃逸,内层粒子仍被约束,为日冕-内日球层粒子研究提供支撑。
2024-11-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Energetic characterisation and statistics of solar coronal brightenings
为了解释日冕的高温现象,耗散事件中能量的分布一直受到人们的关注。事实上,如果事件能量分布足够陡峭,那么最小的、不可观测的事件可能是日冕中总能量耗散的最大贡献者。先前的观测显示了能量的广泛分布,但关于精确的斜率仍然没有定论。此外,这些结果依赖于对能量的非常粗略的估计。另一方面,对日冕亮点等结构的更详细的光谱研究并不能提供足够的统计信息来得出它们对加热的总贡献。我们的目标是得到一个更好的估计,在日冕加热事件中使用高分辨率,多通道极紫外线(EUV)数据的能量耗散的分布。为了估计对应于加热事件的能量并推断其分布,我们在太阳动力学天文台(SDO)上的大气成像组件(AIA)的五个EUV通道中检测增亮。我们结合这些检测的结果,我们使用来自相同的观测的温度和发射测量的地图来计算能量。我们得到的事件的面积,持续时间,强度和能量(热,辐射和传导)的分布。这些分布是幂律的,我们也发现事件参数之间的幂律相关性。能量分布表明,即使外推到更小的尺度,来自我们探测到的事件的能量对总的日冕加热也有很小的贡献。对此的主要解释是如何从观测数据中提取加热事件,以及从现有观测中获得的日冕等离子体热结构和过程的不完整知识。
2016-05-09 astro-ph.SR
Energetics and 3-D Structure of Elementary Events in Solar Coronal Heating
帕克(Parker,1972)首先提出日冕加热是光球流缠绕日冕磁场线所产生的能量流的必然结果。在本文中,我们将讨论如何修改这个模型已被随后的数值模拟,特别是概述了帕克和“基本事件”,这里定义为小规模的空间和时间隔离的加热事件所产生的连续形成和耗散的场对齐的电流片在日冕循环中引入的“nanoflares”之间的实质性差异。本文采用HYPERION程序对三维可压缩磁流体动力学方程进行了数值模拟。我们使用两种聚类算法来研究模拟基本事件的属性:基于密度的空间聚类应用程序与噪声(DBSCAN)技术的IDL实现;和我们自己的物理距离聚类(PDC)算法。我们识别和跟踪基本加热事件的时间,无论是在温度和焦耳加热空间。对于每个事件,我们都会描述其属性,例如:密度、温度、体积、纵横比、长度、厚度、持续时间和能量。事件的能量在$10^{18}-10^{21}$尔格范围内,持续时间短于100秒。一些事件持续长达200秒,释放的能量高达$10^{23}$尔格。虽然高温通常位于通量管顶点,但电流一直延伸到足点。因此,一个单一的基本事件目前无法检测。观测到的辐射是由于环内空间和时间上随机分布的许多基本事件的叠加。
2021-03-24 astro-ph.SR
Revisiting Empirical Solar Energetic Particle Scaling Relations II. Coronal Mass Ejections
本文利用约25年SEP与CME观测数据建立峰值质子通量及积分通量对CME速度的标度律,并结合历史极端事件约束当前太阳CME速度上限约为5500 km/s。
2024-08-07 astro-ph.SR physics.space-ph
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
A Model for Radio Emission from Solar Coronal Shocks
日冕冲击是太阳大气中非常常见的现象,被认为是太阳II型射电暴的驱动因素。然而,这些排放物的微物理性质仍然是一个悬而未决的问题。本文提出电子回旋脉塞(ECM)辐射是日冕激波辐射产生的主要原因。在本模型中,由激波加速的高能离子束激发第一Alfvén波(AW),然后激发的AW导致沿激波前震边界形成密度耗尽管道。在这个密度耗尽的管道中,通过冲击加速产生的高能电子束可以有效地激发ECM不稳定性的无线电发射。我们的结果表明,该模型可能有潜在的应用太阳II型射电爆发。
2014-03-23 astro-ph.SR
Modelling gyrosynchrotron emission from coronal energetic electrons in a CME flux rope
本研究针对IV型射电暴起源不明的问题,结合MHD建模、粒子输运模拟与射电辐射计算,证实CME磁流绳中约束电子的回旋同步辐射是IV型暴的主要成分,明确了辐射强度的影响因素与来源区域。
2025-07-22 astro-ph.SR physics.comp-ph physics.space-ph
Variations in Abundance Enhancements in Impulsive Solar Energetic-Particle Events and Related CMEs and Flares
我们研究了富铁脉冲太阳高能粒子(SEP)事件中元素He到Pb丰度增强的事件间变化及其与相关日冕物质抛射(CME)和太阳耀斑性质的关系。使用最小二乘法程序,我们适合的幂律增强元素丰度作为其质荷比A/Q的函数,以确定功率和日冕温度(决定Q)在每个111脉冲SEP事件之前确定的。具有最陡元素增强的单个SEP事件,例如~(A/Q)^[6],往往是较小的、低通量的事件,具有更陡的能谱,与B级和C级X射线耀斑、较冷的(~2.5 MK)日冕等离子体以及狭窄的(<100 deg)、较慢的(<700 km/s)日冕物质抛射有关。另一方面,更高通量的SEP事件具有更平坦的能谱,重元素的增强不那么剧烈,例如~(A/Q)^[3],并且来自与C、M甚至X级X射线耀斑和更宽的日冕物质抛射相关的更热的日冕等离子体(~3.2 MK)。~ 3 He/~ 4 He的增高与重元素的增高无关。然而,3 He/4 He> 0.1的事件与狭窄、缓慢的日冕物质抛射、较冷的日冕等离子体以及B和C类X射线耀斑的关联甚至比其他富铁脉冲SEP事件更强,3 He的增强较小。
2014-07-29 astro-ph.SR
The Properties of Solar Energetic Particle Event-Associated Coronal Mass Ejections Reported in Different CME Catalogs
我们比较了几个目录中与2006-2013年约200个太阳高能粒子(SEP)事件(包括25 MeV质子)相关的日冕物质抛射(CME)的速度和宽度的估计。使用的目录有:CACTUS、SEEDS和CORIMP,都来自SOHO航天器上LASCO日冕仪的观测,CACTUS星表来自STEREO-A和STEREO-B航天器上的COR 2日冕仪,DONKI星表使用SOHO和STEREO航天器的观测。我们说明了如何,对于这组事件,日冕物质抛射参数可以在每个目录中有很大的不同。众所周知的CME速度和质子事件强度之间的相关性对于大多数目录来说是相似的,但这在很大程度上是因为它是由与快速CME相关的一些大粒子事件和与慢速CME相关的小事件决定的。当使用来自不同目录的速度时,中间粒子事件在位置上“洗牌”。正交航天器日冕物质抛射速度并不能改善相关性。日冕物质抛射的宽度在星表之间也有很大的差异,并且受到天空投影平面的影响,以及如何从日冕物质抛射图像中推断出日冕物质抛射的宽度。25 MeV质子事件与“全晕”(360 °-360 °)之间的高度关联(~50%)当考虑其他星表时,CMEs中定义的CMEs被删除。使用正交航天器的CME参数,SEP强度与CME宽度相关,CME宽度也与CME速度相关。
2015-05-12 astro-ph.SR
Global Energetics of Solar Flares: VI. Refined Energetics of Coronal Mass Ejections
在这项研究中,我们改进了早期关于太阳耀斑和相关CME的全球能量学研究中提出的CME模型,并将其应用于太阳动力学天文台(SDO)任务前7年(2010 - 2016)期间观察到的所有(860)GOES M-和X-级耀斑事件,这使早期研究的统计数据翻了一番。模型改进包括:(1)CME的几何结构是一个经历自相似绝热膨胀的三维球体;(2)在CME的加速和传播过程中包含了太阳引力减速,它区分了爆发性和封闭性CME;(4)在EUV调光过程中探测到的CME质心运动与白光日冕仪观测到的前缘运动之间存在自洽关系;(5)CME动能和热能的均分;(6)Rosner-Tucker-Vaiana(RTV)标度律。改进的CME模型完全基于EUV调光观测(使用AIA/SDO数据),并补充了传统的白光散射模型(使用LASCO/SOHO数据),两个模型都能够独立确定CME的基本参数,如CME质量,速度和能量。比较两种方法发现:(1)LASCO检测CME的灵敏度不如AIA(2)LASCO低估了$m_{cme} \sim 10^{14}$ g以下的CME质量:(3)AIA和LASCO的质量、速度和能量在剔除异常值后的统计平均值中非常接近;(4)速度$v$、发射测量加权耀斑峰值温度$T_e$和长度尺度$L$的CME参数符合下列标度律(由第一性原理导出):$v \propto T_e^{1/2}$、$v \propto (m…
2017-04-06 astro-ph.SR
Excess H, Suppressed He, and the Abundances of Elements in Solar Energetic Particles
最近对太阳高能粒子(SEP)事件中H和He相对于重离子丰度的研究表明,SEP事件的物理基础具有新的特征。脉冲SEP事件,定义为独特的大增强的Fe/O,出现在太阳喷流的磁重联。在小的、“纯的”、无激波的脉冲SEP事件中,质荷比A/Q = 1的质子符合元素丰度增加与从较重元素2 < Z < 57外推的A/Q的幂律依赖性。有时这些事件有数量级的He的supplement,即使H适合较重的元素,也许是因为在等离子体从色球层快速上升期间,He的电离较慢。在较大的脉冲SEP事件中,He符合,但相对于Z > 2离子的幂律拟合,存在较大的质子过剩,这可能是因为相关的日冕物质抛射(CME)驱动冲击波的速度足够快,可以重新加速脉冲SEP,但也可以从周围的太阳等离子体中采样质子。相比之下,逐渐SEP事件加速宽,快速日冕物质抛射驱动的冲击波,但那些较小,较弱的冲击,也许是准垂直,有利于脉冲超热残留物留下的许多以前的射流,再次补充过剩的质子从周围的日冕等离子体。在更大、更常见的渐变SEP事件中,更快、更强的冲击波对周围日冕等离子体的采样更深,压倒了任何脉冲离子成分,因此质子丰度再次符合与所有其他元素相同的幂律分布。因此,幂律行为的研究,在A/Q的SEP元素丰度提供了引人注目的新的信息,不同的物理SEP加速和性能的基础电晕。
2019-10-02 astro-ph.SR physics.space-ph
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
Energetic Particle Acceleration and Transport: Interplanetary Coronal Mass Ejections and Shocks
National Observatory of Athens, IAASARS(雅典国家天文台);California Institute of Technology(加州理工学院);University of Arizona(亚利桑那大学);Department of Astrophysical Sciences, Princeton University(普林斯顿大学天体物理科学系);European Space Agency (ESA), European Space Astronomy Centre (ESAC)(欧洲空间局(ESA),欧洲空间天文中心(ESAC));Universidad de Alcalá, Space Research Group (SRG-UAH)(阿尔卡拉大学,空间研究小组(SRG-UAH));The Johns Hopkins University, Applied Physics Laboratory(约翰斯·霍普金斯大学,应用物理实验室);Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel(基尔大学实验与应用物理研究所);National Key Laboratory of Deep Space Exploration/School of Earth and Space Sciences, University of Technology and Science of China(中国科学技术大学深空探测全国重点实验室/地球与空间科学学院);Institute of Physics, University of Graz(格拉茨大学物理研究所);NASA, Goddard Space Flight Center(美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);University of New Hampshire(新罕布什尔大学);Southwest Research Institute(西南研究院);CAS Center for Excellence in Comparative Planetology, University of Science and Technology of China(中国科学院比较行星学卓越创新中心,中国科学技术大学)
本综述利用多航天器多点多仪器观测,结合Solar Orbiter与Parker Solar Probe的近太阳高能粒子测量,研究行星际日冕物质抛射和激波对高能粒子加速与传输的作用,以解决相关未决问题。
2026-07-30 astro-ph.SR
The Abundance of Helium in the Source Plasma of Solar Energetic Particles
在大的太阳高能粒子(SEP)事件中,元素相对于日冕丰度的丰度增强模式的研究,以及它们对离子质荷比A/Q的幂律依赖性的研究,已被用来确定定义离子Q值的有效源等离子体温度T。我们发现,一个单一的假设值的日冕参考He/O比在所有SEP事件往往是不一致的运输引起的幂律趋势的其他元素。事实上,日冕He/O实际上从一个SEP事件到另一个SEP事件变化相当大。在大型富铁SEP事件与T = 3 MK,冲击波,驱动出的日冕物质抛射(CME),有再加速残留离子从脉冲超热事件发生在太阳活动区,He/O = 90,一个类似的比率,在缓慢的太阳风,这也可能来自活动区。T < 2 MK的大SEP事件中的离子可能在活动区之外被加速,并且具有40 < He/O < 60的值。决定日冕丰度的机制,包括He/O的变化,可能发生在日冕底部附近(约1.1 RS),从而影响SEP(约2 - 3 RS)和太阳风。除He外,较重元素的参考日冕丰度显示SEP事件之间的温度依赖性或系统差异很小; He,具有最高第一电离势的元素,是唯一的。日冕物质抛射驱动的冲击波探测了相同的空间区域,在活动区域附近的~2 RS处,这些区域也可能是缓慢太阳风的来源,提供了这些区域条件的补充信息。
2017-08-16 astro-ph.SR
Kinematic and Energetic Properties of the 2012 March 12 Polar Coronal Mass Ejection
我们报告了2012年3月12日极地日冕物质抛射(CME)的能量学,起源于南纬60度。极地日冕物质抛射在几乎所有方面都与低纬度日冕物质抛射相似:三部分形态、喷发后拱廊(PEA)、日冕物质抛射和暗条运动学、日冕物质抛射质量和动能以及喷发后拱廊的相对热能含量。从偏振亮度图像,我们估计的CME质量,这是接近低纬度CME的平均质量。日冕物质抛射的动能(3.3 × 1030尔格)也是日冕物质抛射总体的典型特征。从光球磁图,我们估计的自由能(1.8 × 1031尔格)在极冠源区,我们发现这是足够的电源CME和PEA。大约19%的自由能进入CME的动能。我们计算了PEA的热能含量(2.3 × 1029 erg),发现它是CME动能的一小部分(6.8%)。这部分是非常相似的,在活动区的CME与主要耀斑。我们还表明,2012年3月12日是第24周最大阶段观测到的数十次极地日冕物质抛射之一。第24周的极冠日珥爆发与CME的关联率与低纬度地区相同。这项调查支持这样的观点,即所有的日冕物质抛射是从封闭的磁场区域,无论其在太阳上的位置(极冠灯丝区域,静态灯丝区域或活动区域)。
2015-07-15 astro-ph.SR
Multi-spacecraft observations of the structure of the sheath of an interplanetary coronal mass ejection and related energetic ion enhancement
日冕物质抛射(CME)前的鞘层是随着CME的膨胀和传播而形成的大型日光层结构。湍流和压缩鞘有助于加速日冕和行星际空间中的粒子,但它们的内部结构与粒子运动的关系仍然相对较少研究。特别是,当激波马赫数较低时,鞘层在加速粒子中的作用是一个重要的开放问题。这项工作旨在提供新的见解CME鞘层的内部结构与高能粒子增强。2020年4月19日至21日,在0.8和$\sim$ 1 AU(太阳轨道器,风,ACE和BepiColombo)处对径向排列的航天器进行的鞘层观测提供了实现这一目标的良好机会。鞘管之前有一个微弱的冲击。高能离子增强发生在太阳轨道器和L1的鞘层结构内的不同位置。磁波动幅度在惯性范围尺度增加鞘相对于上游风。然而,当归一化到本地平均场,波动幅度并没有显着增加,波动的磁压缩性也没有增加。在不同的航天器上,各种子结构被嵌入鞘内,包括多个日光层电流片(HCS)交叉点和一个小尺度通量绳。在L1,离子通量增强与HCS交叉有关,而在太阳轨道器,增强发生在绳索内。从上游太阳风扫过并在鞘层中压缩的子结构可以充当特别有效的加速部位。一种可能的加速机制是与鞘层中的小尺度通量绳和翘曲的HCS相关联的电子感应加速器加速。
2021-12-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Properties of a Coronal Shock Wave as A Driver of Early SEP Acceleration
日冕物质抛射(CME)被认为是在日冕中驱动无碰撞冲击,而这反过来又被证明能够在几分钟内加速太阳高能粒子(SEP)。众所周知,由于缺乏现场测量,提取日冕中高能粒子光谱的信息非常困难。然而,有可能将远程观测与数据驱动模型相结合,以推断与SEP的局部加速及其日光层与近地空间的连通性相关的日冕冲击特性。我们提出了这种新颖的分析应用于2011年5月11日CME事件的西太阳翼,重点是火山爆发驱动的,圆顶状的冲击波的演变所观察到的大气成像组件(AIA)EUV望远镜在船上的太阳动力学天文台航天器。我们分析了冲击的演变,并估计其强度使用排放措施建模。我们采用一种新的方法相结合的几何模型的冲击波阵面的位场源表面模型,以估计时间依赖的字段冲击角和日光层连接在低电晕冲击通道。我们发现,冲击波很弱,初速度约为450 km/s。它最初大部分是准平行的,但在后来的事件中,它的大部分变成了准垂直的。据AIA仪器观测,在该事件接近尾声时,近地空间的磁连通性良好。在这项分析中使用的方法举行了显着的潜在的早期表征日冕冲击波和预测SEP光谱的基础上远程观测。
2014-12-09 astro-ph.SR physics.space-ph