The Relation Between Large-Scale Coronal Propagating Fronts and Type II Radio Bursts
Nariaki V. Nitta, Wei Liu, Nat Gopalswamy, Seiji Yashiro
备注:
21 pages, 9 figures, accepted for publication in Solar Physics. Here, it became 24 pages long, but the original PDF file is available at bit.ly/1m0401J
Large-scale, wave-like disturbances in extreme-ultraviolet (EUV) and type II radio bursts are often associated with coronal mass ejections (CMEs). Both phenomena may signify shock waves driven by CMEs. Taking EUV full-disk images at an unprecedented cadence, the Atmospheric Imaging Assembly (AIA) onboard the Solar Dynamics Observatory has observed the so-called EIT waves or large-scale coronal propagating fronts (LCPFs) from their early evolution, which coincides with the period when most metric type II bursts occur. This article discusses the relation of LCPFs as captured by AIA with metric type II bursts. We show examples of type II bursts without a clear LCPF and fast LCPFs without a type II burst. Part of the disconnect between the two phenomena may be due to the difficulty in identifying them objectively. Furthermore, it is possible that the individual LCPFs and type II bursts may reflect different physical processes and external factors. In particular, the type II bursts that start at low frequencies and high altitudes tend to accompany an extended arc- shaped feature, which probably represents the 3D structure of the CME and the shock wave around it, rather than its near-surface track, which has usually been identified with EIT waves. This feature expands and propagates toward and beyond the limb. These events may be characterized by stretching of field lines in the radial direction, and be distinct from other LCPFs, which may be explained in terms of sudden lateral expansion of the coronal volume. Neither LCPFs nor type II bursts by themselves serve as necessary conditions for coronal shock waves, but these phenomena may provide useful information on the early evolution of the shock waves in 3D when both are clearly identified in eruptive events.
Quasi-periodic Fast Propagating Magnetoacoustic Waves during the Magnetic Reconnection Between Solar Coronal Loops
利用太阳动力学天文台/大气成像组件(AIA)的多波长图像,我们提出了一个系统的开放和封闭的太阳日冕环之间的磁重联引起的日冕凝聚。在这封信中,我们报告的准周期快磁声波传播远离重联区向上跨越较高的躺在开环重联过程中。2012年1月19日,位于较高位置的开放环和位于较低位置的闭合环发生了重新连接,并形成了两组新的重新连接环。此后,冷却和凝聚的日冕等离子体发生在较高的开放环的磁倾区。在重联过程中,扰动起源于重联区向上传播的磁倾角区的高躺环的平均速度和平均速度振幅分别为200和30公里秒$^{-1}$。在日冕凝聚过程中,扰动传播的平均速度从230 km s $\sim$减小到150 km s $\sim$,然后又增大到220 km s $\sim$。这种平均速度的时间演化与AIA 131和304日冕等离子体通道的光变曲线反相关,表明日冕等离子体的冷却和凝结过程。此外,传播的扰动出现准周期性的峰值周期为4分钟。我们的结果表明,扰动代表的准周期快速传播磁声(QFPM)波起源于日冕环之间的磁重联。
On Formation Of A Shock Wave In Front Of A Coronal Mass Ejection With Velocity Exceeding The Critical One
新的研究证实了[M]中的结论。Eselevich,and V. Eselevich,2008];根据该理论,在日冕物质抛射前,存在一个沿CME传播方向扩展的扰动区,其速度$u$相对于周围日冕等离子体低于临界$u_C$。扰动区的时间差亮度(等离子体密度)在CME前向更远的距离平滑地减小。在扰动区的前部,在高于$u_C$的u处形成激波,表现为亮度差径向分布的不连续性。
Large-scale Coronal Propagating Fronts in Solar Eruptions as Observed by the Atmospheric Imaging Assembly on Board the Solar Dynamics Observatory\,--\,An Ensemble Study
Coronal and Chromospheric Signatures of Large-Scale Disturbances Associated with a Major Solar Eruption
我们提出了日冕和色球观测大规模的干扰与2005年9月7日的一个主要的太阳爆发。在GOES/SXI中,记录了在南半球传播的弧形日冕增亮。SXI锋面的初始速度为730 km/s $^{-1}$,之后逐渐减速,其中心位于日冕物质抛射(CME)的中心位置角附近,但远离耀斑中心。在MLSO/PICS H $α$和MLSO/CHIP He I 10830射电望远镜上都观测到了色球扰动的特征,并可分为两部分。南部的特征出现在SXI锋扫过的区域,H $α$亮锋与SXI锋重合,而He I暗锋落后于SXI锋,但显示出相似的运动学。在南方信号路径的前方,观察到一个暗条的振荡。北半球的特征出现在赤道附近,H $α$和He I锋相互重合。它们首先向西传播,然后在赤道冕洞(CH)的边界向北偏转。基于这些观测事实,我们认为全球扰动与CME的升空有关,并表现出一种混合性质:SXI签名和相应的南部色球签名的主要非波CME侧翼性质,和冲击快模式日冕磁流体动力学(MHD)波性质的北部色球签名。
Observational evidence of resonantly damped propagating kink waves in the solar corona
在这封信中,我们建立了明确的证据,共振吸收阻尼机制,通过分析观测数据,从新的日冕多通道偏振仪(CoMP)。该仪器已经确定,在太阳日冕中存在普遍传播的低振幅($\approx$ 1 km s $^{-1}$)阿尔文波,频率范围很广。从磁流体力学(MHD)波理论实际解释这些波的扭结模式,他们应该表现出一个频率依赖的阻尼长度,由于共振吸收,由TGV关系表明,横向等离子体不均匀性在日冕磁通量管导致他们作为自然的低通滤波器。结果发现,所观察到的频率依赖于阻尼长度(高达约8兆赫)可以解释的扭结波解释,此外,空间平均平衡参数描述的长度尺度的横向等离子体密度不均匀性的系统的日冕环是一致的,从TRACE观测站扭结模式的估计值的范围。
On the Relationship between Solar Spicules and Propagating Coronal Disturbances: The Role of Shocks
Udaipur Solar Observatory, Physical Research Laboratory(乌代浦尔太阳观测台,物理研究实验室);Indian Institute of Technology, Gandhinagar(印度理工学院,甘地纳加尔);Indian Institute of Astrophysics(印度天体物理研究所);Pondicherry University(本地治里大学);School of Science, University of Newcastle(纽卡斯尔大学理学院);Solar Physics and Space Plasma Research Centre (SP2RC), School of Mathematical and Physical Sciences, University of Sheffield(谢菲尔德大学数学与物理科学学院太阳物理与空间等离子体研究中心);Department of Astronomy, Eötvös Loránd University(罗兰大学天文系);Gyula Bay Zoltán Solar Observatory (GSO), Hungarian Solar Physics Foundation (HSPF)(久洛·拜·佐尔坦太阳观测台,匈牙利太阳物理基金会)
Investigation of the Formation and Separation of An EUV Wave from the Expansion of A Coronal Mass Ejection
我们通过直接观测由日冕物质抛射(CME)的膨胀及其随后从CME前沿分离驱动的漫射波的形成来解决EUV波的性质。2011年6月7日,太阳动力学天文台上的大气成像组件很好地观测到了波和CME。在太阳爆发开始之后,CME的速度和伴随耀斑的X射线通量开始迅速增加,CME表现出强烈的横向膨胀。在这个脉冲膨胀阶段,CME气泡的膨胀速度从100 km s $^{-1}$增加到450 km s $^{-1}$仅需6分钟。一个重要的发现是,扩散波前开始从前面的膨胀气泡后不久,横向膨胀放缓分离。此外,II型爆发形成的时间附近的分离。在分离之后,两个不同的锋以不同的运动学性质传播。漫射波前穿过整个太阳盘面,而尖锐的波前上升,形成CME喷出物,漫射波前在其前面。这些观测结果表明,以前称为EUV波是一种复合现象,由CME膨胀驱动。当日冕物质抛射加速膨胀时,波前与日冕物质抛射的波前是同空间的,因此这两个波前是不可分辨的。随着加速阶段的结束,波远离CME前沿,它们之间的距离逐渐增加。
Fast and periodic propagating disturbances along coronal loops detected with EUI on board Solar Orbiter
Max Planck Institute for Solar System Research(马克斯·普朗克太阳系研究所);Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos, World Radiation Center(达沃斯物理气象观测站,世界辐射中心);Centre for mathematical Plasma Astrophysics, Mathematics Department, KU Leuven(鲁汶大学数学系等离子体天体物理学中心);Solar-Terrestrial Centre of Excellence – SIDC, Royal Observatory of Belgium(比利时皇家天文台太阳-地球卓越中心-SIDC);LPC2E, OSUC, Univ Orleans, CNRS, CNES(奥尔良大学空间环境与条件研究中心(LPC2E));School of Engineering, Physics, and Mathematics, Northumbria University(诺森比亚大学工程、物理与数学学院);European Space Agency (ESA), European Space Research and Technology Centre (ESTEC)(欧洲航天局(ESA)欧洲空间研究与技术中心(ESTEC));ETH-Zürich(苏黎世联邦理工学院)
A Data-Driven Analytic Model for Proton Acceleration by Large-Scale Solar Coronal Shocks
我们最近研究了低太阳日冕中爆发性日冕驱动的大规模离边日冕亮锋(OCBF)的发展(Kozarev et al. 2015),使用太阳动力学天文台高级成像组件EUV望远镜的远程观测。在这项研究中,我们获得了高时间分辨率的估计OCBF参数调节的效率内的扩散冲击加速(DSA)的理论框架内的带电粒子加速。这些参数包括时间依赖的前的大小,速度和强度,以及上游冠状磁场相对于前的表面法线方向的方向。在这里,我们提出了一个分析粒子加速度模型,专门开发,将日冕冲击/压缩前面的属性,从远程观测。我们验证了模型的性能,通过网格的理想化的情况下运行使用典型的大规模日冕冲击的输入参数,并表明,结果接近预期的DSA稳态行为。然后,我们使用Kozarev等人(2015)中推导的OCBF时间相关参数将模型应用于2011年5月11日的事件。我们发现,压缩前可能产生高能粒子低至1.3太阳半径的日冕。比较模拟的和观测到的地球附近的注量,我们还发现,在这一事件中的大部分加速必须发生在1.5太阳半径以上。通过这项研究,我们已经迈出了第一步,使用直接观测的冲击和压缩在最里面的日冕,以预测SEP事件的发生和强度。
Large-scale Bright Fronts in the Solar Corona: A Review of "EIT waves"
"EIT波”是大规模的日冕亮锋(CBF),首次在使用\emph{Solar and Heliospheric Observatory (SOHO)}上的极紫外成像望远镜(EIT)获得的195幅日冕图像中观察到。CBF通常被称为"EIT波”,它通常表现为以100- 700 km/s $^{-1}$的速度伪径向传播穿过太阳盘的扩散波前,波前宽度为50-100 μ m。($c_s\leq$ 200 km s $^{-1}$)和当地阿尔文速度($v_A\leq$ 1000 km s $^{-1}$),它们最初被解释为快模磁声波($v_{f}=(c_s^2 + v_A^2)^{1/2}$)。现在已知它们的传播会被磁声波速度变化的区域所改变,例如活动区域和冕洞,但也有证据表明冕洞边界处存在静止的CBF。后者导致了这样的建议,它们可能是焦耳加热或磁重联等过程的表现,而不是与波有关的现象。虽然CBF的一般形态学和运动学特性及其与日冕物质抛射的关系现在已经得到了很好的描述,但关于它们的激发和传播还有许多问题。特别是,这些神秘的事件作为磁流体动力学波或由于磁拓扑结构的变化的理论解释仍然是很多争论的话题。