Particle Acceleration and Heating in a Turbulent Solar Corona
湍流、磁重联和冲击可以出现在爆炸性不稳定的等离子体中,形成一个新的电磁环境,我们在这里称之为湍流重联,并在那里自发形成电流片。我们将证明粒子的加热和加速是随机(二阶费米)和系统(一阶费米)加速充分发展的湍流内的协同作用的结果。太阳大气与湍流驱动器(对流区)磁耦合,因此太阳大气中湍流重联的出现是外部驱动的。湍流重联一旦在日冕中建立,就会驱动日冕加热和粒子加速。
2018-08-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Electron plasma wake field acceleration in solar coronal and chromospheric plasmas
本文介绍了适用于太阳大气的电子等离子体尾流场加速的三维粒子模拟。它是建立的,注入驱动和尾随电子束到太阳日冕和色球等离子体中,导致电场($-(20-5) \times 10^{6}$ V/m),导致尾随束加速到52兆电子伏,从最初的36兆电子伏。这一结果为极高能太阳耀斑电子激发等离子体尾流场加速提供了一种潜在的重要机制。
2017-06-15 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Acceleration of Solar Energetic Particles by the shock of Interplanetary Coronal Mass Ejection
行星际日冕物质抛射(ICME)激波是加速粒子的重要因素,对太阳高能粒子(SEP)事件有重要贡献。我们进行了磁流体动力学粒子在细胞(MHD-PIC)模拟ICME冲击,以了解加速机制。这些激波在阿尔夫维尼奇马赫数和磁场方向(平行\准垂直)上都不同。我们发现,扩散冲击加速(DSA)起着重要的作用,加速粒子在平行ICME冲击。相比之下,冲击漂移加速度(SDA)在准垂直冲击中起着关键作用。高马赫数的激波被认为能更有效地加速粒子。我们的模拟结果表明,背景湍流和局部粒子速度分布周围的冲击可以间接暗示的加速机制。我们的研究结果还指出了一些可能的\textit{in situ}观察,可以验证我们的理解的主题。
2021-10-05 astro-ph.SR physics.space-ph
Acceleration of relativistic protons in a solar wind perturbed by a coronal mass ejection
LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité, CY Cergy Paris Université, CNRS(拉格朗日天体物理实验室,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)
研究通过MHD模拟和测试粒子方法,探讨CME扰动下太阳风中相对论性质子的加速机制及能量增益过程。
2026-08-18 astro-ph.HE 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
Ion acceleration in Fermi-LAT behind-the-limb solar flares: the role of coronal shock waves
研究了Fermi-LAT临边后方太阳耀斑中伽马射线与日冕激波射电特征的关系,发现高相对论性离子由CME驱动的日冕激波加速。
2025-07-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Exploring the Origin of Solar Energetic Electrons II: Investigating Turbulent Coronal Acceleration
本研究通过参数模拟,探讨日冕湍流加速对太阳高能电子原位谱指数的影响,发现加速参数可导致谱指数变化,并指出非均匀扩展源区可能是解释原位与X射线谱指数关系的关键。
2025-02-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Electron Acceleration at a Coronal Shock Propagating Through a Large-scale Streamer-like Magnetic Field
利用试验粒子模拟方法,研究了大尺度日冕磁场对具有圆形波阵面的向外传播日冕冲击波中电子加速的影响。日冕磁场近似的解析解与流光状的磁场的特点是部分开放的磁场和电流片在赤道上方的封闭区域。我们表明,大规模的冲击场的配置,特别是相对曲率的冲击和磁场线的冲击扫过,电子加速的效率起着重要的作用。在低激波高度,当激波曲率大于磁场线曲率时,电子主要在激波侧翼加速;在高激波高度,当激波曲率较小时,电子主要在闭合场线顶部附近的激波鼻加速。上述过程揭示了电子有效加速区在激波传播过程中沿激波前沿的移动。研究还发现,一般情况下,在激波侧面的电子加速不如在闭合场顶部的有效,因为在顶部可以形成一个坍缩的磁阱。此外,我们还发现电子的能谱呈幂律形式,先硬化后软化,谱指数在-3 ~-6范围内变化。讨论了结果的物理解释及其对太阳射电爆发研究的意义。
2016-02-26 astro-ph.SR physics.space-ph
Electron acceleration and small scale coherent structures formation by an Alfvén wave propagating in coronal interplume region
我们使用2.5维电磁粒子模拟程序来研究通过阿尔文波与羽流间区域的相互作用来加速太阳冕洞中的电子。羽流间是由垂直于背景磁场的空腔密度梯度来模拟的。其目的是有助于解释在相对安静的太阳下观测到的超热电子。模拟表明,阿尔文波与羽流间区域相互作用产生了一个强的局部电场,该电场使电子在平行于背景磁场的方向上加速。在强密度梯度的羽流间观测到超热电子束和小尺度相干结构。这些特征是由电子束等离子体不稳定性的非线性演化引起的。
2019-04-27 astro-ph.SR physics.space-ph
Kinematics of coronal mass ejections in the LASCO field of view
在本文中,我们提出了一个统计研究的28894日冕物质抛射(CME)记录的大角度和光谱日冕物质抛射(LASCO)的太阳和日光层天文台航天器从1996年到2017年年中。初始加速阶段的特点是在日冕内部爆发后,日冕物质抛射速度迅速增加。这一阶段之后是一个不明显的残余加速(减速),其特征是日冕物质抛射的速度几乎恒定。我们证明了初始加速度在0.24-2616 ms-2的范围内,中值(平均)为57 ms-2(34 ms-2),它发生在大约28个太阳半径的距离,中值(平均)为7.8个太阳半径(6个太阳半径)。此外,初始加速度在快速CME(V > 900 kms-1)的情况下是显著的,其中中值(平均)值分别为约295 ms-2(251 ms-2),并且在缓慢CME(V < 250 kms-1)的情况下弱得多,其中中值(平均)值分别为约18 ms-2(17 ms-2)。我们注意到,在传播的前2个小时内,显著的驱动力(洛伦兹力)可以在距离太阳6个太阳半径的地方起作用。我们发现初始加速度幅度和加速度持续时间之间存在显著的反相关性,而剩余加速度的范围为-1224至0 ms-2,中值(平均值)为-34 ms-2(-17 ms-2)。一个有趣的发现是,与第23个太阳活动周期相比,第24个周期的剩余加速度要小得多。我们的研究还表明,所考虑的参数,初始加速度(ACC INI),剩余加速度(ACC RES),最大速…
2020-10-06 astro-ph.SR physics.space-ph
A weak coronal heating event associated with periodic particle acceleration episodes
弱加热事件在日冕中是普遍而频繁的。它们从局部磁场获得能量,并形成局部加热的主要来源,其特征在EUV和X射线波段中可见。它们的无线电发射来自各种等离子体不稳定性,导致相干辐射,使即使是微弱的耀斑也显得非常明亮。因此,无线电观测探测非平衡动力学等离子体演化提供补充信息。然而,一个强大的研究无线电发射从一个弱的事件在许多同时发生的事件,需要高动态范围成像在亚秒和亚MHz的分辨率,由于他们的高频谱-时间的变化。这种观测直到最近才成为可能,这是对一个活动区环的第一次空间分辨研究,该环承载着一个瞬态增亮(ARTB),并与米波I型噪声风暴动态相关。它使用米波、极紫外线和X射线波段的成像观测以及磁图数据。我们相信这是第一次对I型源进行光谱无线电成像研究,其数据是使用Murchison Widefield Array获得的。我们报告发现30秒的准周期振荡(QPO)的射电光变曲线,骑在一个相干的基线通量。在与ARTB相关的微耀斑期间,QPO的强度和基线通量增强。我们的观测结果表明,在典型的磁场编织尺度上,磁应力在Alfvén时间尺度(30 s)上积累,然后通过一系列弱重联事件消散。
2019-07-24 astro-ph.SR
Global energetics of solar flares. XIII. The Neupert effect and acceleration of coronal mass ejections
我们的主要目标是建立一个日冕物质抛射(\sl CMEs)传播的高度-时间模型$r(t)$,其中低层日冕自洽地连接到日球路径,我们利用Neupert效应从\sl软X射线(SXR)光变曲线的时间导数中得到日冕物质抛射加速相的峰值时间、持续时间和速率。这种新的方法提供了从{ \sl静止轨道地球卫星(GOES)}和白光数据获得CME高度-时间剖面$r(t)$、CME速度剖面$v(t)=dr(t)/dt$和CME加速度剖面$a(t)=dv(t)/dt$的运动学的优点,而不需要{ \sl硬X射线(HXR)}数据。我们将这种技术应用于576(GOES X和M级)耀斑事件与GOES和{ \sl大角度太阳日冕(LASCO)}观测的数据集。我们的分析产生的加速率范围内的$a_A = 0.1-13$公里秒$^{-2}$,$τ_A = 1.2-45$分钟的加速持续时间,并在$d_A = 3-1063$毫米的范围内的加速距离,与$d_A=39$毫米,这对应于一个温度为$T_e \approx 0.8$ MK的日冕的流体静力学尺度高度的中位数。结果是一致的标准耀斑/CME模型,预测磁重联和同步(初级)CME加速低日冕(在0.1 R_太阳的高度),而二次(较弱)加速可能会发生在更远的日光层距离。
2021-12-14 astro-ph.SR
A Multi-Event Study of Early-Stage SEP Acceleration by CME-Driven Shocks -- Sun to 1 AU
10倍太阳半径以下的日冕是日冕物质抛射驱动的激波对太阳高能粒子早期加速和输运的重要区域。在那里,这些波传播到一个高度可变的动态介质中,该介质具有陡峭的梯度和快速扩展的日冕磁场,这调制了冲击或波表面附近的粒子加速度,以及SEP传播到日光层的方式。我们提出了一项研究模拟的加速SEPs在全球日冕冲击事件的日冕,以及他们的运输到1 AU,望远镜观测的基础上,加上动态物理模型。
2022-02-12 astro-ph.SR
Solar Flare-CME Coupling Throughout Two Acceleration Phases of a Fast CME
太阳耀斑和日冕物质抛射(CME)通过磁重联紧密耦合。日冕物质抛射通常在低日冕内脉冲加速,与脉冲耀斑能量释放同步。我们研究了2013年5月13日发生的快速CME及其相关X2.8耀斑的动态演化。CME经历了两个不同的加速增强阶段,一个是峰值约为5 km s $^{-2}$的脉冲阶段,随后是加速高达0.7 km s $^{-2}$的扩展阶段。两相CME动力学与两幕耀斑能量释放有关。虽然第一集是一致的“标准”喷发的磁通量绳,耀斑能量释放的第二集是由一个大规模的环路在喷发后的重新连接,并产生更强的非热发射高达$γ$ -射线。此外,这一长持续时间的耀斑揭示了在衰变阶段正在进行的磁重联的明显迹象,证据是能量高达100- 300 keV的延长HXR爆发和重联环的间歇性下行流>4小时。观测结果表明,两步耀斑重联对两阶段CME加速有显著贡献,脉冲CME加速先于最强烈的耀斑能量释放。这种非标准耀斑/CME观测的影响进行了讨论。
2020-06-21 astro-ph.SR 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
Self-Similar Outflows at the Source of the Fast Solar Wind: A Smoking Gun of Multiscale Impulsive Reconnection?
本研究通过分析SDO/AIA图像,在极地冕洞观测到超2300次自相似等离子体外流,首次证明其遵循脉冲式交换磁重联的幂律分布,其发生率足以主导快速太阳风的质量与能量通量。
2023-09-12 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
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。
2016-08-23 astro-ph.SR
The Solar Enigma Decoding the Mystery of the Hot Corona and Solar Wind Acceleration
本文提出磁重联通过对回旋带电粒子磁矩施矩传递磁能,解释日冕百万度加热及超音速太阳风加速。
2025-03-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
A turbulence-driven model for heating and acceleration of the fast wind in coronal holes
提出了一个在冕洞中产生快速太阳风的模型,该模型依赖于由在太阳大气中向上传输的MHD波动的湍流耗散主导的加热。尺度分离的输运方程包括大尺度场、横向阿尔芬涨落和由于过渡区附近的平行剪切引起的小的压缩耗散。该模型考虑了质子温度、密度、风速和波动幅度,如在遥感和原位卫星数据中观察到的。
2009-11-27 astro-ph.SR
Particle Trapping and Acceleration in Turbulent Post-flare Coronal Loops
本研究针对太阳耀斑后环内MHD湍流中的高能电子行为,借助MPI-AMRVAC 3.0模拟探究湍流级联与粒子捕获、加速的关联,构建含非热粒子贡献的HXR谱,为日冕辐射模拟与观测对比提供基础。
2024-03-11 astro-ph.SR physics.space-ph
Three-dimensional reconstruction of multiple particle acceleration regions during a coronal mass ejection
上下文在我们的太阳系中,一些最突出的粒子加速源是来自太阳的大型磁化等离子体爆发,称为日冕物质抛射(CME)。这些加速粒子可以通过各种机制产生无线电发射。目的。CME通常伴随着各种各样的太阳射电爆发,这些爆发具有不同的形状和动态谱特征。与日冕物质抛射直接相关的射电爆发经常显示出向日冕物质抛射扩展方向的运动。在这里,我们的目标是确定多个移动的无线电爆发,伴随着耀斑和CME发生在2012年6月14日的发射机制。方法.我们使用来自Nancay射电日像仪的无线电成像,结合太阳动力学观测站和日地关系观测站航天器的观测,分析这些移动的无线电爆发,以确定它们的发射机制和相对于不断扩大的CME的三维(3D)位置。结果在使用3D表示的粒子加速的位置上覆的日冕磁场和CME的传播,第一次,我们提供的证据表明,这些移动的无线电爆发起源附近的CME侧翼和一些可能的签名的冲击加速电子的快速CME膨胀在低日冕。结论.移动的无线电爆发,以及其他固定的爆发期间观察到的,同时发生的IV型连续动态光谱,这通常是不相关的发射在CME侧翼。我们的研究结果表明,移动射电爆发,传统上可以被归类为移动IV型可以代表冲击签名与CME侧翼或CME内的等离子体发射背后的侧翼,这是密切相关的CME在低日冕的横向扩张。
2020-01-23 astro-ph.SR physics.space-ph
Extended Coronal Heating and Solar Wind Acceleration Over the Solar Cycle
本文回顾了我们对日冕加热(在开放区域)和太阳风加速背后的物理学的不断增长的理解。许多新的见解来自上一个太阳活动周期的观测和理论工作。对扩展日冕中等离子体特性的测量是区分竞争理论的关键,扩展日冕是主要太阳风加速的地方。我们描述了如何在过去的14年中,UNODC/SOHO测量冕洞和流光提供了有关详细的动力学过程,为快速和慢速风区提供了线索。我们还提出了一个简短的调查,目前的想法,涉及日冕源地区的快速和缓慢的风流,以及这些如何在太阳周期的变化。这些源区域的背景下,讨论了最近的理论模型(基于阿尔芬波和MHD湍流),已开始成功地预测加热和加速度在快速和慢速风区基本上没有自由参数。关于这些模型的一些新的结果-包括在1 AU的较低的密度和温度的定量预测,在目前的太阳能最低期相比,以前的最低-也显示。
2010-02-01 astro-ph.SR
Radio Diagnostics of Electron Acceleration Sites During the Eruption of a Flux Rope in the Solar Corona
日冕中的电子加速通常与耀斑和被称为通量绳的扭曲磁结构的爆发有关。然而,在耀斑和喷发过程中,这种粒子加速的位置和机制仍然受到许多调查。观察粒子加速的确切位置可以帮助确认耀斑和喷发是如何开始的,以及它们是如何演变的。在这里,我们使用大气成像组件来分析2014年4月18日的耀斑和爆发通量绳,而来自Nancay射电天文设施的观测使我们能够诊断爆发期间电子加速的位置。我们的分析表明,一个预先形成的通量绳缓慢上升,并在C级耀斑,等离子体射流和>75 keV的电子从绳中心逃逸到日冕时变得不稳定的证据。随着喷发的进行,在通量绳上方持续加速能量约为5 keV的电子,持续时间超过5分钟。在耀斑峰值时,一个电子加速点位于耀斑附近,而另一个电子加速点则被喷发的通量绳以高达400 km/s的速度驱动进入日冕。然后高能电子充满喷发的体积,最终允许通量绳腿从150- 445 MHz的射电源清晰成像。根据Joshi等人(2015)的分析,我们得出结论,高能电子的位置与磁扇脊结构内部的系绳切割或通量抵消情景的通量绳喷发一致。总的来说,我们的射电观测使我们能够更好地了解通量绳喷发及其相关电子加速站点的演变,从喷发开始到传播到日冕。
2016-09-06 astro-ph.SR
Electron acceleration by cascading reconnection in the solar corona I Magnetic gradient and curvature effects
目的:本文研究了耀斑日冕级联磁重联对流电场中的电子加速,并给出了日冕源韧致辐射引起的硬X射线(HXR)辐射谱。方法:我们进行测试粒子计算的电子运动的指导中心近似的框架。通过对级联磁重联的高分辨率自适应网格加密(AMR)MHD模拟结果进行线性插值,得到了沿电子轨迹的电磁场及其导数。硬X射线(HXR)光谱计算使用光学薄韧致辐射模型。结果如下:级联重联电流片中的磁场梯度和曲率加速了电子:被困在磁岛中,沉淀到色球层并被喷射到行星际空间。电子的最终位置由其初始位置、俯仰角和速度决定。这些初始条件也影响电子加速效率。大多数电子具有增强的垂直能量。被捕获的电子被认为是造成沿日冕物质抛射CME拖尾电流片观测到的亮点以及耀斑环顶HXR辐射的原因。
2015-04-24 astro-ph.SR
Localised acceleration of energetic particles by a weak shock in the solar corona
长期以来,人们一直在研究日冕中全球传播的冲击波,以量化它们对高能粒子加速的影响。然而,这项工作往往侧重于与强烈的太阳耀斑和快速日冕物质抛射(CME)有关的大型事件,其中波的速度足够快,可以轻松地将粒子加速到高能量。在这里,我们提出的粒子加速观测与全球波事件发生在2011年10月1日。使用差分发射测量分析,发现整体激波非常弱,阿尔文马赫数约为1.008-1.013。尽管如此,南赛射电日像仪还是在靠近冲击波阵面的不同位置观测到了空间分辨的III型射电辐射,这表明高能电子的局部加速。利用磁场外推法进行的进一步调查确定了位于震源活动区上方的磁零下方的扇形结构,喷发的CME包含在此拓扑特征中。我们提出,重新配置的日冕磁场驱动的爆发CME使弱冲击加速粒子沿场线最初包含在风扇,随后打开到日光层,产生所观察到的III型发射。这些结果表明,即使是太阳日冕中微弱的全球冲击也可以通过周围磁场的重新配置来加速高能粒子。
2021-08-11 astro-ph.SR
Combining particle acceleration and coronal heating via data-constrained calculations of nanoflares in coronal loops
我们通过哈里斯型电流片中电子和质子的加速来模拟外推活动区日冕环的纳米耀斑加热。加速粒子的动能估计使用半解析和测试粒子跟踪的方法。矢量磁图和光球多普勒速度地图的NOAA活动区09114,记录的成像矢量磁仪(IVM),用于这一分析。首先构造了活动区日冕的无电流场外推。然后计算了5000个外推日冕环足点处相应的坡印亭通量。假设重新连接的电流片沿着这些回路发展,我们利用以前的结果来估计加速粒子的动能增益,我们将这种能量与纳米耀斑加热和宏观回路特性相关。发现0.1至8 keV(电子)和0.3至470 keV(质子)的动能导致$10^{-6}$至1 $\mathrm{erg\, s^{-1} cm^{-3}}$的加热速率。流体动力学模拟表明,这样的加热速率可以维持等离子体在日冕条件下的环路内,并产生等离子体的热分布是一致的活动区的观测。我们通过使用厚靶方法计算加速电子产生的X射线光谱的形式来得出分析结论,发现这些X射线光谱与观察到的X射线光谱一致,从而支持我们的纳米片加热方案的可行性。
2013-05-22 astro-ph.SR
Impulsive acceleration of coronal mass ejections: II. Relation to SXR flares and filament eruptions
使用高时间节奏的图像从STEREO EUVI,COR1和COR2仪器,我们推导出详细的运动学的主要加速阶段的样本95 CME相关联的耀斑和灯丝喷发相比。我们发现,与耀斑相关的日冕物质抛射揭示了平均显着较高的峰值加速度和较低的加速阶段的持续时间,启动高度和高度,在那里他们达到他们的峰值速度和峰值加速度。这意味着与耀斑相关的日冕物质抛射的特征是更高和更强的脉冲加速度,并且起源于磁场更强的日冕底部。对于与暗条喷发相关的日冕物质抛射,我们发现只有日冕物质抛射的峰值加速度比与暗条喷发无关的事件显著降低。耀斑上升时间与CME加速持续时间呈正相关,与CME峰值加速时间呈负相关。对于大多数事件,CME加速在耀斑发作之前开始(对于75%的事件),并且CME加速在SXR峰值时间之后结束(对于77%的事件)。在约60%的事件中,耀斑SXR通量导数峰值时间与CME加速度峰值时间之间的时间差小于\pm 5 min,这暗示了CME加速度与耀斑中由磁重联引起的能量释放之间的反馈关系。
2012-06-11 astro-ph.SR
A data-driven physics-based transport model of solar energetic particles accelerated by coronal mass ejection shocks propagating through the solar coronal and heliospheric magnetic fields
本研究构建了数据驱动的基于物理的太阳高能粒子输运模型,求解五维聚焦输运方程,应用于2011年11月3日CME事件,无需通量归一化即可重现多航天器观测,解释了该绕日SEP事件的成因。
2022-12-14 astro-ph.SR physics.space-ph
A statistical study of the post-impulsive-phase acceleration of flare-associated coronal mass ejections
现在普遍认为,内日冕中日冕物质抛射(CME)的脉冲加速与相关的太阳耀斑的主要能量释放在时间上密切相关。在本文中,我们详细研究了脉冲后阶段加速的CME在外日冕,这是一个阶段的演变紧接在主脉冲加速的CME,这一阶段被认为是对应于相关的耀斑的衰变阶段。这项观测研究是基于1996年至2006年与M级和X级GOES软X射线耀斑相关的247个CME的统计样本。我们发现,从许多事件的例子,与耀斑与长衰减时间(或所谓的长持续时间耀斑)往往有积极的脉冲后阶段的加速,即使他们中的一些已经获得了一个高的速度在脉冲加速结束,但没有显示出预期的减速从背景太阳风的气动拖动。另一方面,与短衰变时间的耀斑有关的日冕物质抛射往往有明显的减速。在所有事件的散射图中,CME脉冲相后加速度与耀斑衰变时间之间存在弱相关性。偏离总趋势的日冕物质抛射多为慢或弱的日冕物质抛射,与短衰变时间的耀斑有关,这种偏离是由相对较强的太阳风对这些事件的拖曳力造成的。我们的研究结果的CME动力学和CME耀斑关系的影响进行了讨论。
2010-02-26 astro-ph.SR
Constraints on the acceleration region of type III radio bursts from decimetric radio spikes and faint X-ray bursts
我们研究的能量释放过程中的耀斑,其特征是微弱的爆发的非热硬X射线(HXR)发射与分米波无线电尖峰和III型无线电爆发开始在高频率和延伸到日光层的渐进阶段。我们描述了日冕中电子加速的位置,并研究了高日冕中射电源大小的径向演化。费米和RHESSI的HXR发射的成像和光谱学提供了日冕中加速电子的诊断以及加速区域高度的下限。使用ORFEES频谱仪在分米范围内进行的射电观测提供了接近加速区域的射电诊断。用LOFAR在米范围内进行的射电光谱成像提供了高日冕中射电源大小随其距太阳距离的演变。非热HXR爆发和无线电尖峰在短时间尺度上有很好的相关性。非热HXR发射电子的光谱指数为-4,其数目约为$2\times 10^{33}$电子/s。加速区域的密度被约束在$1-5 \times 10^9$ cm $^{-3}$之间。快速向上加速的电子变得不稳定,产生朗缪尔波,导致III型射电爆发的高起始频率,并且射束在其源处的伸长在0.5和11.4 μ m之间。用LOFAR观测到的射电源尺寸和它们的梯度大于预期的电子束尺寸和梯度,假设它跟随磁通量管的膨胀。这些观测结果支持了这样一种观点,即无线电发射分裂成尖峰与加速过程本身的分裂有关。HXR和日冕中的无线电诊断的组合提供了对电子加速的位置的强约束。
2021-01-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Drift waves in the corona: heating and acceleration of ions at frequencies far below the gyro frequency
在日冕中,漂移波不稳定性的几种机制可以使模式增长到使粒子加速和漂移波随机加热发生的幅度。随机加热,众所周知,从实验室等离子体物理,它已被证实在许多实验中,已被完全忽略在过去的研究日冕加热。然而,在目前的研究和我们最近的工作已经表明,不均匀的日冕等离子体,事实上,一个完美的环境快速增长的漂移波。事实上,大的生长速率通常与等离子体频率具有相同的数量级。由此产生的加热速率可能超过持续日冕加热所需的值几个数量级。这些现象的一些方面进行了调查。特别是增长波内的粒子动力学分析与相应的流体分析进行比较。虽然这两种方法都预测了随机加热,但从单粒子分析中获得的加热阈值较高。给出了这种效应的解释。
2010-07-27 astro-ph.SR
Energetic Proton Propagation and Acceleration Simulated for the Bastille Day Event of July 14, 2000
这项工作提出了2000年7月14日(“巴士底日”)太阳质子事件的模拟结果。我们使用了高能粒子辐射环境模型(EPREM)和SPE威胁评估工具(STAT)框架内的CORona-HELiosphere(CORHEL)软件套件来模拟由于CME通过低日冕而导致的质子加速到GeV能量,并将模型结果与GOES-08观测结果进行了比较。耦合模拟对粒子加速从1到20 $R_\odot$进行建模,之后仅对粒子传输进行建模。模拟大致再现了峰值事件通量,以及高能粒子事件的时间和空间位置。虽然模拟的前几个小时内的峰值通量和总体变化与观测结果吻合良好,但模拟的CME在几个小时后超出了内部模拟边界。因此,该模型准确地描述了在低日冕的加速过程,并解决了最快速的加速接近太阳的网站。来自地球附近多个模拟观测者的积分通量包络图进一步改善了与观测的比较,并增加了预测太阳粒子事件的可能性。在低能量范围内,能量谱的破幂律拟合符合扩散加速理论。在高能量范围内,它们展示了加速率的变化,并反映了太阳周期23 GLE观测到的事件间变化。我们讨论了改进STAT预测的方法,包括使用校正的GOES能量箱和计算种子光谱的拟合。本文展示了一个预测工具,模拟低冠SEP加速度。
2021-01-25 astro-ph.SR physics.space-ph
Determination of Acceleration from 3D Reconstruction of Coronal Mass Ejections Observed by STEREO
我们采用了三维(3D)重建技术,第一次研究6个日冕物质抛射(CME)的运动学,使用从COR1和COR2 coronagraphs上获得的双STEREO航天器的图像,也与其中三个使用的图像从极紫外成像仪(EUVI)的爆发性喷发(EP)。一个功能的EP和前缘(LE)的所有CME的识别和跟踪的图像从两个航天器,和立体重建技术被用来确定这些功能的三维坐标。真速度和加速度是从日冕物质抛射特征的真高度的时间演变来确定的。我们在三维中对日冕物质抛射运动学的研究表明,日冕物质抛射前缘通常在2R $_\{odot}$以下经历最大加速度。与耀斑和日冕物质抛射有关的日冕物质抛射的加速度剖面表现出不同的行为。虽然CME不与双折射显示出双峰加速配置文件,那些与双折射没有。在研究中,三个相关的双折射中的两个显示出高且不断上升的加速度值,其距离几乎为4R $_\{odot}$,但相应的CME LE的加速度没有显示出相同的行为,这表明两者可能并不总是由相同的机制驱动。其中一个日冕物质抛射虽然与C级耀斑有关,但却显示出异常高的加速度,超过了1500 m s $^{-2}$。因此,我们的研究结果表明,只有耀斑相关的CME经历剩余加速,这表明通量注入理论模型适用于耀斑相关的CME,但EP相关的CME应考虑不同的机制。
2011-07-09 astro-ph.SR
Acceleration of Type 2 Spicules in the Solar Chromosphere - 2: Viscous Braking and Upper Bounds on Coronal Energy Input
一个磁流体动力学模型被用来确定条件下,洛伦兹力加速等离子体的2型针状速度在色球。该模型概括了以前的模型,包括一个更现实的prespicule状态,和垂直粘性力。在上色球层条件下的两种情况下的加速度被认为是。这些情况下的磁场强度为<= 12.5和25 G。等离子体在100秒内被加速到66和78 km/s的终端垂直速度,而零粘度的情况下为124和397 km/s。流动局限于水平直径约80和50公里。粘性耗散产生的总热能比焦耳耗散产生的总热能大约10倍,但由于稀薄而产生的总冷却量大于该能量。压缩加热在加速的早期阶段占主导地位。2型针状体注入日冕的最大能量,定义为上色球层的能流,可能在很大程度上平衡了平静区域的总日冕能量损失,也可能是冕洞,但不是在活跃区域。提出了晶间区出现的磁通量驱动2型针状体的观点。
2014-03-11 astro-ph.SR
The relativistic solar particle event of 2005 January 20: origin of delayed particle acceleration
在空间或通过太阳大气中的伽马射线发射探测到的太阳高能核子的最高能量在GeV范围内。粒子在哪里以及如何被加速仍然是有争议的。我们通过比较在地球上检测到的相对论质子的时间和在太阳大气中的辐射特征,在2005年1月20日特别观测到的事件期间,搜索关于加速区域的位置和性质的观测信息。本次调查的重点是脉冲耀斑阶段后,在相对论质子时间剖面中子监测器观察到的第二个峰值。这个时间配置文件进行了详细的比较,紫外成像和无线电光谱在一个广泛的频带从低日冕行星际空间。结果表明,后期相对论质子释放到行星际空间伴随着一个独特的新的情节的能量释放和电子加速的日冕跟踪的无线电发射和增亮的UV内核。这些签名被解释在磁重组的日冕后,日冕物质抛射通道。我们把延迟的相对论质子加速归因于磁重联,也可能归因于大尺度日冕环中的湍流。虽然在高日冕中观察到II型射电辐射,但没有发现与相对论质子加速的时间关系的证据。
2014-11-20 astro-ph.SR
The coupling of an EUV coronal wave and ion acceleration in a Fermi-LAT behind-the-limb solar flare
我们介绍了2021年7月17日翼后(BTL)耀斑的费米LAT观测以及太阳轨道器上STIX对该耀斑的联合探测。地球和太阳轨道器之间的距离是99.2 $^{\circ}$在05:00 UT,让STIX有一个耀斑的正面视图。耀斑的位置在Stonyhurst日面坐标中为~ S20 E140,这是在$>$ 100 MeV伽马射线中探测到的最远的肢后耀斑。LAT检测持续$\sim$ 16 min,峰值流量为$ 3.6 \pm 0.8 $(10 $^{-5}$)ph cm $^{-2}$ s $^{-1}$,显著性为$>$ 15 $σ$。冠状波观察到从STEREO-A和SDO在极紫外线(EUV)的起始与LAT发病一致的可见光盘。一个复杂的II型无线电爆发观测GLOSS也符合LAT发射的发病表明存在的冲击波。我们讨论了在193 \angstrom \的EUV波强度分布的时间导数之间的关系,如STEREO-A和LAT流量的观测表明,在可见的磁盘和质子的加速观测到的$>$ 100 MeV的伽马射线发射跟踪的日冕波的外观耦合。我们还报告了这种耦合是如何存在于费米-LAT探测到的其他3个BTL耀斑的数据中的,这表明驱动BTL太阳耀斑和日冕波的伽马射线发射的质子具有共同的起源。
2022-05-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Particle-In-Cell Simulation of Electron Acceleration in Solar Coronal Jets
我们研究了一个新出现的、扭曲磁通量绳和一个预先存在的、弱的、开放的磁场之间的三维磁重联引起的电子加速。我们首先遵循一个不稳定的,扭曲的磁通管的电阻MHD模拟的数值分辨率提高,通过使用固定的网格细化的上升。与以前类似情况的MHD研究一样,通量管上升进入预先存在的倾斜日冕磁场导致形成日冕喷流。然后,MHD模型的快照被用作粒子模拟的初始和边界条件,使用多达5亿个细胞和超过200亿个带电粒子。粒子加速主要发生在重联电流片中,加速的电子在能量概率分布中显示幂律,指数约为-1.5。主要的加速机制是系统电场,其努力维持电流片中的电流,以防止由于电子不能在电流片中一次停留超过几秒而引起的损失。
2012-11-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Particle acceleration by sub-proton cyclotron frequency spectrum of dispersive Alfven waves in inhomogeneous solar coronal plasmas
本研究通过PIC模拟发现,色散阿尔芬波频率谱不影响电子加速,但增加氦离子加热;波碰撞导致间歇性加速和扭结振荡,并引起功率谱陡化。
2023-12-22 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
An approximate analytic solution to the coupled problems of coronal heating and solar-wind acceleration
在日冕的底部和阿尔芬临界点之间,太阳风的密度降低了大约五个数量级,但温度的变化只有几个因子。在本文中,我表明,这种准等温演变的阿尔芬临界点是一个通用的属性,由反射驱动的阿尔芬波(AW)湍流,其中向外传播的AWs部分反射,反向传播的AWs相互作用,产生级联的波动能量的小尺度,从而导致湍流加热的外流。近似的亚Alfvenic区域的等温,我首先提出了一个简化的计算的质量流出率,渐近风速和日冕温度,忽略了传导损失和波压力。然后,我开发了一个更详细的过渡区,日冕,和太阳风,占从日冕底部到过渡区的热通量和动量沉积的AWs模型。我解决这个热通量的平衡,在过渡区,传导加热对内部能量损失的辐射,pdV工作,和平流。日冕底部的密度是通过局部平衡湍流加热和辐射冷却来确定的。我在两个不同的参数制度解析求解模型的方程。模型方程的解析解和数值解与一些观察结果一致。
2021-04-22 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Test-particle acceleration in a hierarchical three-dimensional turbulence model
带电粒子的加速与日冕在很宽的尺度和能量范围内有关。高能粒子通常伴随着大的能量释放事件,如太阳爆发和耀斑,但加速可以发生在较小的尺度上,其特征是电流片附近的动力学活动。为了深入了解日冕带电粒子加速的复杂情况,我们使用三维磁流体动力学(MHD)模型的测试粒子的方法研究加速特性。这些都是从直接的解决方案的减少MHD方程,非常适合嵌入在一个强轴向磁场,相关的内日球层的等离子体。多箱,多尺度技术被用来解决质子的运动方程。这种方法使我们能够解决一个扩展的范围内的尺度存在于系统中,即从离子惯性尺度的一米的顺序高达宏观尺度的顺序$10\,$公里($1/100$ th的外部规模的系统)。这种新技术是有用的,以确定的机制,在不同的尺度上,负责加速到高能量的一小部分的粒子在日冕等离子体。我们报告的结果,描述在不同阶段的加速在广泛的时间,长度和能量尺度。
2014-02-16 astro-ph.SR physics.space-ph
Electron acceleration and radio emission following the early interaction of two coronal mass ejections
上下文日冕物质抛射(CME)是来自太阳的磁化等离子体的大规模喷发,通常伴随着由加速电子产生的太阳射电爆发。目标。加速电子束的一个强大来源是CME驱动的冲击,然而,在CME爆发期间还有其他能够加速电子的机制。到目前为止,研究一直依赖于传统的太阳射电爆发分类,分为五组(I-V型),主要是基于它们的形状和动态光谱的特点。在这里,我们的目标是确定与CME相关的移动射电暴的起源,这些射电暴不适合目前的太阳射电辐射分类。方法.通过使用来自Nançay射电日像仪的无线电成像,结合来自太阳动力学天文台,太阳和日光层天文台以及日地关系天文台航天器的观测,我们调查了2013年5月22日伴随着两次CME的移动无线电爆发。我们使用三维重建的两个相关的CME爆发,以显示所观察到的无线电发射的可能来源。结果我们确定了三个移动的无线电爆发在异常高的高度在日冕,位于北CME侧翼和同步向外移动的CME。射电爆发对应于动态谱中的精细结构发射,持续时间约为1 s,它们可能表现出正向或反向的频率漂移。由于CME紧接着早期的CME扩张,因此低日冕CME-CME相互作用可能是观测到的射电辐射的原因。
2020-09-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Statistics of coronal dimmings associated with coronal mass ejections. II. Relationship between coronal dimmings and their associated CMEs
我们提出了一个统计研究的62个日冕调光事件与地球定向日冕物质抛射期间的准正交周期的STEREO和SDO。这种独特的设置使我们能够非常详细地研究这两种现象,并在统计上比较特征量。冠状调光观察磁盘上的SDO/AIA和HMI,而CME运动学在脉冲加速阶段的研究接近肢体与STEREO/EUVI和COR,最大限度地减少投影效应。变暗区域、其总无符号磁通量和其总亮度反映了总变暗区域在其最终范围内的性质,显示出与CME质量($c\sim0.6-0.7$)的最高相关性。它们相应的时间导数,描述了变暗演化的动力学,显示出与CME峰值速度($c\sim 0.6$)最强的相关性。发现$c=0.68\pm0.08$的最高相关性与调光的平均强度有关,表明日冕物质抛射在日冕中的起始位置越低,其传播速度越快。然而,在有高步频STEREO观测的事件中,调光区的平均无符号磁场密度与CME峰值加速度($c=0.42\pm0.20$)呈正相关。这表明较强的磁场导致较高的洛伦兹力,为CME加速提供较强的驱动力。特定的日冕变暗参数与CME和耀斑的数量相关,为耀斑-CME反馈关系提供了进一步的证据。对于日冕物质抛射与耀斑同时发生的事件,日冕变暗在统计上反映了这两种现象的性质。
2018-10-03 astro-ph.SR
Nonlinear Processes in Coronal Heating and Slow Solar Wind Acceleration
本工作由两部分组成:第一部分致力于磁约束日冕的加热研究,第二部分致力于慢太阳风的加速研究。直接三维简化MHD模拟。他们在“帕克情景”的框架内,通过光球足点运动对日冕磁力线的纠缠,模拟了太阳大气中日冕环的加热。我们导出了物理量随圈长的标度,以及光球与日冕阿尔芬速度之比。湍流动力学的发展使得耗散率与雷诺数无关。物理空间中的动力学是由弱湍流描述的,弱湍流是当MHD系统嵌入强轴向磁场中时产生的。慢风起源于日冕流光带及其周围。SOHO航天器上的LASCO仪器已经观测到在头盔流光的尖端之外形成的等离子体密度增强。改进了已有的密度增强的形成和初始运动的理论模型。平均膨胀所遭受的一个包裹的等离子体向外传播,和反磁力由于整体磁场径向梯度现在包括在内。结果表明,磁化后的尾流结构是不稳定的,在流的中心形成一个向外加速的磁岛,磁岛内部出现密度增强现象。加速度和密度对比度的值可以与LASCO的观测结果很好地吻合,只要磁力线的球面发散开始超过离太阳的临界距离。该结果提供了对磁场的拓扑的约束。
2010-01-12 astro-ph.SR
Effects of Coronal Magnetic Field Configuration on Particle Acceleration and Release during the Ground Level Enhancement Events in Solar Cycle 24
本文对比分析第24太阳周的两起GLE事件,发现日冕磁结构尤其是激波-冕流相互作用对最高能粒子的加速与释放起关键作用,解释了两事件早期SEP观测特征的差异。
2023-07-23 astro-ph.SR physics.space-ph
Test particle sampling and particle acceleration in a 2D coronal plasmoid-mediated reconnecting current sheet
University of Oslo(奥斯陆大学);University of Glasgow(格拉斯哥大学)
本文利用试验粒子与引导中心近似,在二维日冕扇-脊拓扑MHD快照中研究等离子体团介导重联电流片内的电子加速,发现非热电子仅在磁零点附近通过betatron加速获得能量,并指出引导中心近似和采样方法会显著影响非热幂律的估计。
2025-09-29 astro-ph.SR
Coronal Mass Ejections Associated with Slow Long Duration Flares
众所周知,日冕物质抛射(CME)与耀斑之间存在时间上的相关性。加速阶段的持续时间与耀斑上升阶段的持续时间有关。我们研究了与慢长时程事件(LDES),即耀斑与长的上升阶段的CME。我们确定了耀斑与CME的关系,并详细分析了CME的运动学。耀斑参数(GOES通量、上升阶段持续时间)与CME参数(速度、主加速阶段加速度和CME加速阶段持续时间)有很强的相关性。这些相关性证实了慢LDE和CME之间的强关系。我们还分析了日冕物质抛射的参数之间的关系,即一个速度,在主加速阶段的加速度,加速阶段的持续时间,并在加速阶段结束时的日冕物质抛射的高度。与慢的LDEs相关联的CME的特征在于在传播阶段期间的高速度,中值等于1423 km/s。在一半的分析案例中,主加速度较低(a<300 m/s^2),这表明高速度是由加速阶段引起的(加速阶段持续时间的中位数等于90分钟)。CME被加速到几个太阳半径(中位数为7 Rsun),这比典型的脉冲CME要高得多。因此,缓慢的LDE可能会出现在极强的磁暴之前。对慢速激光多普勒效应和相关日冕物质抛射的分析可为制定更准确的空间天气预报,特别是极端事件预报提供重要信息。
2013-02-28 astro-ph.SR
Propagating MHD waves in coronal holes
冕洞是太阳大气中最冷和最暗的区域,在太阳盘和太阳边缘上方都可以观察到。冕洞与快速膨胀的开放磁场和高速太阳风的加速有关。在太阳活动极小期,冕洞一般局限于太阳的两极地区,而在太阳活动极大期,它们也可以在低纬度地区发现。波,通过遥感观测到的,并在风流中检测到现场,是最有可能负责的风和几个理论模型描述的MHD波的作用,加速快速太阳风。本文综述了在这些地区探测到传播波的观测证据。波的特征,如周期性、振幅、速度,提供输入参数,也作为日冕加热和太阳风加速的理论模型的约束。
2010-09-15 astro-ph.SR
Nonthermal electron acceleration in turbulent post-flare coronal loops
KU Leuven(荷语鲁汶大学);Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Solar-Terrestrial Centre of Excellence(比利时皇家空间气动力学研究所,太阳-地球卓越中心)
研究日冕环中湍流后 flare 中非热电子的加速机制,揭示KHI湍流对电子能量分布的影响。
2026-02-04 astro-ph.SR
A self-consistent model of the coronal heating and solar wind acceleration including compressible and incompressible heating processes
我们提出了一个新的一维模型,其中包括冲击和湍流加热和资格这些过程如何有助于加热日冕和驱动的太阳风。可压缩MHD模拟允许我们自动考虑激波的形成和耗散,而湍流耗散是通过基于Alfvén波湍流的一点闭合来建模的。数值模拟了不同的光球垂直相关长度$λ_0$和不同均方根光球横波振幅$δv_0$的阿尔文波湍流的关键参数。对于不同的$λ_0$,我们得到一个低温色球,高温日冕,和超音速太阳风。我们的分析表明,湍流加热总是占主导地位时,$λ_0 \lesssim 1{\rm \ Mm}$。这一结果并不意味着我们可以忽略可压缩性,因为分析表明,可压缩波及其相关的密度波动增强了Alfvén波的反射,从而增强了湍流加热。密度涨落和十字螺旋度受$λ_0$的影响很大,而日冕温度和质量损失率受$λ_0$的影响很小。
2018-02-14 astro-ph.SR
How Does Magnetic Reconnection Drive the Early Stage Evolution of Coronal Mass Ejections?
理论上,日冕物质抛射运动学与日冕中的磁重联过程有关。然而,目前对这种关系的定量理解仅基于对少数事件的分析。在这里,我们报告了2010年8月至2013年12月的60个CME耀斑事件的统计研究。我们调查的CME和磁重联在低日冕的爆发的早期阶段的运动学特性,结合从STEREO的临边观测与同时在磁盘上的意见,从SDO。对于SDO观测到的42个事件的重联率由耀斑带扫过的磁通量来评估,我们发现CME峰值加速度和重联率峰值之间有很强的相关性。此外,相对较快的日冕物质抛射(> 600 km/s)的最大速度与重联通量呈正相关,但在较慢的日冕物质抛射中没有发现这种相关性。时滞相关分析表明,CME加速相对于重联率的时滞分布呈现出三个峰值,大约相隔10分钟,平均而言,加速导致的事件具有较小的重联率。我们进一步比较了CME总机械能与当前表中的估计能量。比较表明,对于小耀斑事件,在电流片单独重联是不够的燃料CME。研究结果表明,耀斑重联可能主导了快速CME的加速,但对于慢CME和弱重联事件,其他机制可能更重要。
2020-03-24 astro-ph.SR physics.space-ph
Connecting 3D evolution of Coronal Mass Ejections to their Source Regions
由于日冕物质抛射(CME)是空间天气的主要驱动力,因此从日冕内部开始研究CME的演化是至关重要的。本文利用星载日地关系天文台(STEREO)COR-1和COR-2卫星的观测资料,利用GCS模型研究了59个日冕物质抛射(CME)在日冕内($<$ 3R $_{\odot}$)和外($>$ 3R $_{\odot}$)的三维演化。我们确定了这些CME的源区,并将它们分类为与活动区(AR),活动日珥(AP)和日珥爆发(PE)相关的CME。我们发现27个$\%$的日冕物质抛射表现出真正的膨胀和31个$\%$表现出真正的偏转,因为他们向外传播。利用日冕物质抛射的三维运动学剖面,我们将日冕内外真宽度的演化与真加速度的演化联系起来。从而为洛伦兹力对$2.5-3$ R $_{\odot}$高度范围内运动学的影响提供了观测依据。我们发现,三维速度和加速度的峰值分布范围很宽,分别为396 ~ 2465 km~s $^{-1}$和176 ~ 10922 m~s $^{-2}$,并且有一个长的高值尾,主要来自于起源于AR或AP的CME。此外,我们发现真实加速度的大小与其持续时间呈负相关,幂律指数为-1.19。我们相信,这些结果将为即将到来的空间任务的规划提供重要的投入,这些任务将观察内日冕和研究CME启动和传播的模型。
2020-07-02 astro-ph.SR physics.space-ph
Ultraviolet Coronagraph Spectroscopy: A Key Capability for Understanding the Physics of Solar Wind Acceleration
要了解加速太阳风的物理过程,需要对扩展日冕中的无碰撞等离子体进行详细测量。关于这些过程的一些关键线索来自于将紫外线(UV)光谱仪的功率与掩目望远镜相结合的仪器。这种组合使得能够测量远离明亮太阳盘的离子发射线,大部分太阳风加速发生在那里。尽管SOHO上的USCOM仪器有几个关键发现,但由于其能力有限,许多问题仍然没有答案。本白皮书总结了这些过去的成就,并描述了下一代此类仪器可以实现的目标。
2010-11-10 astro-ph.SR
Acceleration of Relativistic Protons during the 20 January 2005 Flare and CME
在大耀斑/CME事件期间的相对论太阳质子的起源还没有唯一的确定到目前为止,我们进行了详细的比较分析的时间剖面的相对论质子的全球网络的中子监测器在地球上的电磁签名的粒子加速在太阳日冕中的大粒子事件的2005年1月20日。从中子监测器数据导出的相对论质子的强度-时间曲线表明两个连续的峰。我们发现,微波,硬X射线和伽马射线的排放显示几个情节的粒子加速脉冲耀斑阶段内。在地球上探测到的第一批相对论质子与相对论电子以及在第二集期间产生π衰变伽马射线的质子一起加速。地球上相对论质子分布图的第二个峰值伴随着光球层上方大约1个太阳半径范围内日冕中粒子加速的新特征,这些特征由低强度的硬X射线和微波发射以及电子束和日冕冲击波的重新无线电发射所揭示。我们讨论的意见,在不同的情况下,粒子加速的日冕。
2009-05-12 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