Evolution of Magnetic Helicity During Eruptive Flares and Coronal Mass Ejections
在爆发性太阳耀斑和日冕物质抛射期间，具有大量过剩磁能的非盆状磁弧变得不稳定并重新连接。它产生了一个扭曲的喷发通量绳，并留下了一个剪切的热日冕环拱廊。我们建议：喷发磁绳的扭转可以由磁通量和磁螺旋度的守恒以及磁螺旋度的均分来确定。它取决于喷发前初始构造的几何形状。两种情况下被认为是，在第一个磁通绳是不存在的最初，但在喷发过程中创建的重联。在第二种情况下，磁通绳是目前在拱廊下的喷发前状态，和喷发和重联的影响是增加一定量的磁螺旋度，这取决于磁通的绳子和拱廊和几何形状。
2016-07-13 astro-ph.SR
Formation of an observed eruptive flux rope above the torus instability threshold through tether-cutting magnetic reconnection
本研究通过对活动区NOAA 12241的MHD模拟，揭示M6.9级耀斑中系绳切割磁重联在剪切磁拱内形成环面不稳定区的爆发性MFR，其演化与观测吻合，解释了耀斑爆发机制。
2023-07-13 astro-ph.SR
The Mechanism for the Energy Buildup Driving Solar Eruptive Events
从巨大的日冕物质抛射到小型的日冕洞喷流，太阳喷发事件（SEE）的潜在起源是太阳日冕中最低层的磁通量经历了应力和自由能的持续积累。这种磁应力长期以来被观测为“细丝通道“现象：光球极性反转线周围的强烈剪切磁场。然而，应力积累的机制--细丝通道的形成--仍然有争议。我们提出了磁流体动力学模拟的日冕体积，是由瞬态驱动，细胞边界流设计模型的光球驱动日冕的过程。我们的模拟的主要特点是，它们准确地保存磁螺旋度，拓扑量是保守的，即使在无处不在的磁重联的存在。虽然小尺度的随机应力被注入光球层各处，驱动整个日冕的随机重联，但磁演化的最终结果是最低位场线的相干剪切。这个高度违反直觉的结果-磁应力在局部建立而不是分散以达到最小能量状态-解释了细丝通道的形成，并且是SEE的基本机制。此外，这种机制可能与其他天体物理或实验室等离子体有关。
2017-11-01 astro-ph.SR
Dynamics of Reconnection Nanojets in Eruptive and Confined Solar Flares
本文基于太阳轨道器高分辨率极紫外成像数据，首次对比爆发型与约束型耀斑中的重联纳米喷流，发现爆发型事件因高度剪切拱廊结构而具有更高速度和动能，揭示了周围磁场环境对纳米耀斑抛射能量学的关键调控作用。
2025-07-17 astro-ph.SR
Evolution of Magnetic Field and Energy in A Major Eruptive Active Region Based on SDO/HMI Observation
利用太阳动力学观测站（SDO）日震磁成像仪（HMI）的矢量磁图序列，研究了NOAA活动区11158在5天内的磁场及其能量的变化。快速的通量出现和强烈的剪切运动导致了一个四极太阳黑子复合体，产生了几次大的爆发，包括第24太阳活动周的第一次X级耀斑。外推的非线性无力日冕领域表现出大量的电流和自由能增加早期通量出现附近的一个低洼的S形灯丝与剪切千高斯场的灯丝通道。计算的磁自由能达到最大值~2.6e32 erg，其中约50%存储在6微米以下。它减少了~0.3e32 erg的1小时内的X级耀斑，这可能是低估了实际的能量损失。耀斑期间，光球场变化迅速：核心区水平场增强了28%，变得更加倾斜和平行于极性反转线。这一变化与日冕的“内爆”一致，并得到了大气成像仪（AIA）观测到的日冕环收缩的支持。外推场在耀斑之后变得更加“紧凑”，核心区域的环变短，可能是因为重联。日冕磁场在最低层的剪切作用稍强，随着高度的增加而松弛得更快，总体上能量较低。
2016-06-28 astro-ph.SR
Two Classes of Eruptive Events During Solar Minimum
在太阳极小期，太阳相对不活跃，在太阳表面观察到的太阳黑子很少。因此，我们观察到的高能事件，如太阳耀斑或日冕物质抛射（CME），这往往是与光球上的活动区域较少。尽管如此，我们的磁摩擦模拟在最低时期表明，太阳日冕仍然是动态演变的大尺度剪切速度在太阳表面上的响应。日冕的非势演化导致磁自由能和螺旋度的积累，并在爆发事件中周期性地释放。我们发现，这些事件分为两个不同的类：一组事件是由爆发和喷出的低洼日冕通量绳，他们可以解释的起源，偶尔CME在太阳极小期。另一组事件不是由低洼结构的不稳定性驱动的，而是由上覆剪切拱廊的喷发驱动的。这些可能与流光井喷或隐形日冕物质抛射有关。这两个类显着不同的磁通量和螺旋度通过外日冕边界脱落的金额。我们还探讨了其他可测量的，如电流，开放的磁通量，自由能，冕洞，和水平分量的磁场的外模型边界上的变化在两个类的事件。这项研究强调了了解太阳极小期日冕磁场动力学的重要性和必要性。
2021-07-05 astro-ph.SR
The transition from eruptive to confined flares in the same active region
太阳耀斑是太阳大气中突然而猛烈的磁能释放，可以分为爆发性耀斑，当等离子体从太阳大气中喷出时，导致日冕物质抛射（CME），以及当没有CME与耀斑相关时的局限耀斑。我们提出了一个案例研究，显示了关键的拓扑结构，如脊柱和风扇，这可能会决定喷发与非喷发行为的一系列喷发耀斑，其次是封闭的耀斑，这都是从同一个网站的演变。为了研究不同磁区的连通性及其演化，我们计算了活动区的位磁场模型。从磁场外推中恢复准分界线层。耀斑的行为从一天到下一天的变化-喷发到封闭-可以归因于扇下方的磁场相对于覆盖脊的方向的方向的变化，而不是大尺度场稳定性的整体变化。当支撑暗条的磁场和上覆磁场逐渐变得越来越不反平行时，耀斑的局限性就会越来越大，这是光球通量分布变化的直接结果，而光球通量分布本身则受到不同磁通量浓度的连续剪切运动的驱动。
2017-02-08 astro-ph.SR
Properties and Energetics of Magnetic Reconnection: I. Evolution of Flare Ribbons
在这篇文章中，我们测量的平均磁剪切从耀斑带的形态演化，并检查耀斑的热和非热的X射线发射的演变过程中的耀斑重联。我们分析了三个爆发耀斑和三个局限耀斑，范围从GOES级C8.0到M7.0。它们沿着磁极反转线（PIL）呈现出定义明确的两条带状物，并已被大气成像组件和Ramaty高能太阳光谱成像仪从耀斑开始的整个脉冲阶段观察到。分析证实了耀斑核心区存在由强到弱的剪切演化，耀斑硬X射线辐射随剪切的减小而增强。在这个样本的爆发耀斑中，显着的非热硬X射线发射滞后于耀斑带的紫外线发射，并在剪切适度时迅速上升。在所有耀斑中，我们观察到等离子体温度上升的早期阶段，当耀斑带沿PIL迅速蔓延，剪切是高的。我们将这些结果与以前的研究进行比较，并讨论其影响，以及并发症，有关的物理机制，在耀斑重联过程中的能量分配。
2022-05-06 astro-ph.SR
Magnetic Flux of Active Regions Determining the Eruptive Character of Large Solar Flares
我们建立了迄今为止最大的爆发/局限耀斑数据库，并分析了2010年$-$ 2019年期间发生的322次\emph{GOES} M1.0级及以上耀斑，即，几乎跨越了整个太阳活动周期研究发现，活动区总无符号磁通量（$Φ$ $_{AR}$）是控制大耀斑爆发特征的一个关键参数，大耀斑爆发的比例与$Φ$ $_{AR}$具有很强的反相关性.这意味着，含有大磁通量的AR产生的大耀斑与日冕物质抛射（CME）相关的概率较低。这一发现得到了我们获得的临界衰变指数高度和$Φ$ $_{AR}$之间的高度正相关性的支持，这意味着具有较大$Φ$ $_{AR}$的AR具有较强的磁约束。此外，起源于大于1.0 $\times$ $10^{23}$ Mx的AR的受限耀斑具有几个共同的特征：稳定的暗条、滑动的磁重联和强烈剪切的耀斑后环。我们的研究结果揭示了新的关系之间的磁通量的AR和发生的CME与大耀斑。这些关系为预测日冕物质抛射和不利空间天气提供了定量判据，对太阳型恒星和恒星日冕物质抛射的“超级耀斑”也有重要意义。数据库的链接是https://doi.org/10.12149/101030。
2020-08-28 astro-ph.SR
Imaging Observations of Magnetic Reconnection in a Solar Eruptive Flare
太阳耀斑是太阳大气中能量最大的事件之一。人们普遍认为耀斑是由日冕中的磁重联提供动力的。爆发性耀斑通常伴随着日冕物质抛射，两者都可能是由磁通量绳（MFR）的爆发驱动的。在这里，我们报告了2016年3月23日由太阳动力学天文台上的大气成像组件观测到的爆发性耀斑。极紫外成像观测显示出MFR的明显上升和喷发。特别是，观测揭示了耀斑期间日冕和色球层磁重联的确凿证据。此外，弱重联观察到耀斑开始之前。我们发现耀斑前的弱重联是一种束缚切割型的重联，它有助于MFR的缓慢上升。在耀斑的上升阶段，由于MFR的进一步上升，产生了强烈的重联，这与MFR的爆发有时间上的关系。我们还发现，磁重联在早期阶段更像是三维的，表现为耀斑环的强剪切向弱剪切的转变，而在后期阶段则更像是二维的，表现为耀斑环的拱形上升运动。
2016-12-30 astro-ph.SR
Successive Homologous Coronal Mass Ejections driven by shearing and converging motions in solar active region NOAA 12371
我们研究了AR 12371的磁场演化，并与其连续喷发的性质相联系。在7天的盘凌日期间，AR发射了4次连续的快速日冕物质抛射（CME），与长持续时间的M级耀斑有关。形态学研究描绘了一个喷发前冠状S形结构以上的极性反转线（PIL）类似摩尔等的研究。由磁迹图得到的速度场显示了PIL附近极性区的持续剪切和会聚运动。当这些剪切运动继续时，两个S形肘的交叉臂通过在PIL中间的会聚运动而相互作用，引发场线的系绳切割重连和CME爆炸的开始。连续的日冕物质抛射是由光球通量运动驱动的磁能储存和释放的周期性过程，称为“S形-弧形-S形”转换。此外，持续的剪切运动注入主导负符号的螺旋度通量，这有助于核心场扭曲和它的能量，通过建立一个扭曲的磁通绳（FR）。在一个极限值之后，过剩的日冕螺旋度被FR的身体喷射排出，FR的身体喷射是由间歇性CME实现的一些不稳定性引起的。这个AR与受限的AR 12192形成对比，AR 12192的螺旋度流量主要是负符号的，但标准化日冕螺旋度含量非常弱（-0.02转）。而主符号螺旋度通量是CME爆发的必要条件，我们的研究表明磁通量归一化螺旋度通量是容纳背景通量作用的必要条件，并呼吁对AR的大样本进一步研究。
2017-09-28 astro-ph.SR
Investigation on the Predictive Potentiality of Photospheric Magnetic Parameters for Distinguishing Confined from Eruptive Solar Flares
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；CAS Key Laboratory of Geospace Environment, Department of Geophysics and Planetary Sciences, University of Science and Technology of China（中国科学院空间环境重点实验室，地球物理与行星科学系，中国科学技术大学）；Mengcheng National Geophysical Observatory, University of Science and Technology of China（蒙城国家地球物理观测台，中国科学技术大学）
本文基于277个M1.0级以上太阳耀斑样本，系统评估了活动区光球磁场参数对区分约束型与爆发型耀斑的预测能力，发现总磁通量、磁剪切角、自由磁能及极性间距组合最具判别潜力，并证实耀斑爆发行为受上覆约束磁通与载流核心磁通的相互作用调控。
2025-11-07 astro-ph.SR
Study of Three-Dimensional Magnetic Structure and the Successive Eruptive Nature of Active Region 12371
通过模拟非线性无力场（NLFFF）平衡下的准静态日冕场演化，研究了12371活动区连续喷发的S型日冕的磁结构。HMI/SDO矢量磁图用作NLFFF模型的输入。在所有的喷发事件中，模拟的结构类似于所观察到的喷发前日冕S形，NLFFF核心场是双反J形和反S场线与接触光球的倾角的组合。这样的场线是由在秃斑位置的相反J场线的磁通抵消重连形成的。这意味着由大尺度剪切拱廊场线形成弱扭磁绳。随后，这条磁绳经历日冕系绳切割重连，直到CME被触发。模拟结构捕捉到了这些主要特征的S形到弧形到S形的转换，这是经常性的连续光球通量运动。场线扭曲的计算揭示了一个分数的增加，其次是具有扭曲的范围内的像素的数量减少。这跟踪的建立过程中的扭曲的核心领域的缓慢光球运动和爆发后的松弛，分别。我们的研究推断，大喷发的AR是由于急剧下降的背景日冕字段满足环面不稳定的标准，在低高度（$\approx 40$毫米）相比，非喷发的AR。
2018-03-13 astro-ph.SR
Solar Active Region Electric Currents Before and During Eruptive Flares
“爆发耀斑之前和期间的太阳活动区电流”一章利用太阳观测资料、依赖于这些观测资料的非线性无力场外推以及三维磁流体动力学（MHD）模型，讨论了太阳磁结构爆发前状态和爆发过程中的电流。讨论解决了中性与非中性电流在活动区的问题，并得出结论，MHD模型能够解释非中性电流在活动区的极性反转线沿强磁剪切的存在，从而证实了以前的观察已经包含这一结果。这些模型还捕捉到了太阳爆发期间活动区电流行为的本质，分别预测了耀斑带内部和膨胀通量绳内部的电流密度增加和减少。从矢量磁场观测中推断出的光球电流密度图显示出与MHD模型结果相似的旋转带状图案，这被解释为活动区磁系统之间的磁绳和准分界线层（QSL）的签名。在这些QSL的总电流的增强在喷发和喷发通量绳的脚点电流密度下降，已被证实的观测。
2019-03-10 astro-ph.SR
Magnetic Flux and Magnetic Non-potentiality of Active Regions in Eruptive and Confined Solar Flares
为了了解活动区（AR）的磁特性如何控制太阳耀斑的爆发特征，我们分析了2010年$-$ 2019年期间地球同步业务环境卫星（GOES）$\geq$ C5.0级的719个耀斑。我们进行了第一次统计研究，调查耀斑-日冕物质抛射（CME）的关联率作为耀斑强度和AR特性的函数，产生耀斑，在其总的无符号磁通量（$Φ$ $_{AR}$）。我们的结果表明，耀斑-CME的关联率与耀斑强度的斜率揭示了一个陡峭的单调减少与$Φ$ $_{AR}$。这意味着，同样的GOES类耀斑，但起源于更大的$Φ$ $_{AR}$的AR，更有可能被限制。基于太阳型恒星的AR通量高达1.0 $\times$ $10^{24}$ Mx，我们估计X 100类"超耀斑”的CME缔合率不超过50%.对132个$\geq$ M2.0级耀斑样本，测量了陡梯度极性反转线长度（L $_{SGPIL}$）、光球总自由磁能（E $_{free}$）和大剪切角面积（A $_Ψ$）3个非位参数。我们发现，局限耀斑往往有较大的值的L $_{SGPIL}$，E $_{free}$和A $_Ψ$喷发耀斑相比。每个非潜在参数均显示与$Φ$ $_{AR}$中度正相关。我们的研究结果意味着$Φ$ $_{AR}$是一个决定性的量描述的爆发性质的耀斑，因为它提供了一个全球性的参数有关的背景场约束的强度。
2021-08-03 astro-ph.SR
Decoding the Pre-Eruptive Magnetic Field Configurations of Coronal Mass Ejections
对日冕物质抛射（CME）爆发前磁场结构的本质有一个清楚的认识是理解和最终预测太阳爆发所必需的。只有两个，但似乎不同的，磁配置被认为是可行的，即剪切磁弧（SMA）和磁通量绳（MFR）。它们可以通过三种物理机制形成（通量出现，通量抵消，螺旋度凝结）。然而，对于CME的罪魁祸首究竟是SMA还是MFR，人们已经争论了30年。我们成立了一个国际空间科学研究所（ISSI）团队来处理和解决这个问题，并在这里报告结果。我们回顾了建模和观测领域的现状，确定了开放和封闭的问题，编制了SMA和MFR观测值列表，以针对观测值进行测试，并概述了研究活动，以缩小我们目前的理解差距。我们认为，多视点多热日冕观测和多高度矢量磁场测量相结合是最终解决这一问题的最佳途径。我们演示的方法使用MHD模拟和合成冠状图像。我们的主要结论是，喷发前配置的SMA和MFRs方面的分化似乎是人为的。如果喷发前的构造处于从SMA到MFR不断演变的混合状态，则观测和建模都可以保持一致。因此，一个给定的配置的“占主导地位”的性质将在很大程度上取决于它的进化阶段（SMA一样的早期，MFR一样的喷发）。
2020-10-20 astro-ph.SR
Lorentz Force Evolution Reveals the Energy Buildup Processes during Recurrent Eruptive Solar Flares
太阳日冕中的能量释放和积累过程具有重要意义，特别是对于大的经常性耀斑的情况，这对导致偶发性能量释放过程的条件提出了具有挑战性的问题。目前尚不清楚这些事件的发生是由于自由磁能持续供应给日冕，还是因为在一次主要的耀斑事件中，并非所有可用的自由磁能都被释放出来。为了解决这个问题，我们报告的光球磁场的演变和相关的净洛伦兹力的变化在AR 11261和11283，其中每一个引起了经常爆发的M-和X-级耀斑。我们的研究表明，在每次耀斑期间的突然向下变化之后，净洛伦兹力在连续的耀斑之间增加了（2-5）× 10^22达因。这种明显的净洛伦兹力的重建是太阳活动区（AR）非位势参数演化中发现的第一个观测证据，它表明新的能量被供给到AR以产生周期性的大耀斑。极性反转线附近相反极性的移动磁特征的连续剪切运动的观测进一步证实了AR的磁自由能的重建。在这项研究中报告的净洛伦兹力变化的演化模式具有重要的意义，特别是，预测经常性的大爆发耀斑从同一AR，因此相关的CME之间的相互作用的机会。
2019-10-29 astro-ph.SR
The Role of Reconnection in the Onset of Solar Eruptions
太阳爆发事件，如日冕物质抛射和爆发耀斑，经常与从对流区进入日冕的磁通量的出现有关。我们使用三维磁流体动力学数值模拟研究日冕磁场与新兴通量的相互作用，并确定导致喷发活动的条件。一个简单的参数进行研究，改变新兴的磁通量和预先存在的日冕偶极子场之间的相对角度。我们发现，在所有的情况下，出现的结果在剪切磁拱过渡到一个扭曲的日冕通量绳通过低位磁重联。然而，这个结构受到它自己的外部场的限制，因此在没有与覆盖的日冕场重新连接的情况下是不喷发的。这种叠加重连的量由出现的和预先存在的场之间的相对角度决定。新兴和预先存在的领域之间的重联是必要的，以产生足够的扩展新兴的结构，使耀斑样重联下的日冕通量绳变得足够强大，以触发其释放。我们的研究结果表明，相对角度是决定所产生的活动区是否表现出喷发行为的关键参数，因此是一个潜在的有用的候选人预测喷发在新出现的活动区。更一般地说，我们的研究结果表明，对流区/光球和日冕之间的详细相互作用必须计算自洽，以准确地模拟太阳爆发。
2022-05-23 astro-ph.SR
Pre-flare activity and magnetic reconnection during the evolutionary stages of energy release in a solar eruptive flare
本文对2003年11月1日发生在活动区NOAA 10486的一次爆发性白光耀斑进行了多波长分析。RHESSI和TRACE进行的一组出色的高分辨率观测提供了明显的耀斑前活动的明确证据，约9分钟，其形式为在EUV/UV波长下观察到的初始阶段，然后是X射线前体阶段。在初始阶段，我们观察到局部增亮的高度剪切的核心区域接近灯丝和短EUV环路覆盖的灯丝，导致开放的磁场线之间的相互作用。RHESSI测量值低于~30千电子伏，X射线前兆阶段与耀斑位置的通量出现开始以及喷发的早期特征相吻合。从RHESSI的观察，我们得出结论，等离子体加热和电子加速发生在前体阶段。主耀斑与标准耀斑模型一致。然而，在脉冲阶段之后，观察到强烈的HXR环顶源而没有显著的足点发射。更有趣的是，在很短的一段时间内，looptop源表现出强烈的HXR发射，能量高达100 keV和显着的非热特性。目前的研究表明，在耀斑前和主耀斑的活动之间的因果关系。我们还得出结论，耀斑前的活动，发生在微妙的磁重组的形式，随着本地化的磁重联，发挥了至关重要的作用，在不稳定的活动区灯丝，导致太阳爆发耀斑和相关的大尺度现象。
2011-09-15 astro-ph.SR
Onset Mechanism of M6.5 Solar Flare Observed in Active Region 12371
我们研究了活动区12371中三维（3D）磁场的稳定性，从而在2015年6月22日产生爆发性M6.5耀斑。为了揭示三维磁场结构，我们首先在非线性无力场（NLFFF）近似下，根据光球矢量磁场的时间序列外推三维日冕磁场。NLFFF很好地再现了所观察到的S形结构，这被广泛认为是喷发前的磁性配置。特别是，我们发现，乙状结肠是由两个分支的剪切拱圈。在NLFFF的基础上，我们研究了剪切拱圈，探讨爆发耀斑的发病过程中使用的三个代表性的磁流体动力学不稳定性：扭结，环面，双弧不稳定性（DAI）。最近由Ishiguro和Kusano提出的DAI是一种双弧环，它比环面环更容易不稳定。因此，NLFFF被发现是相当稳定的扭结和环面不稳定性。然而，在扩口之前形成的剪切拱廊环可能对DAI变得不稳定。作为M6.5耀斑爆发过程的一种可能的设想，我们认为耀斑爆发过程可以分为三个阶段：（1）在耀斑爆发的早期阶段，剪切弧环通过系绳切割重联形成双弧环;（2）DAI有助于不稳定的双弧环的扩展;（3）最后，环面不稳定性导致了全面爆发。
2020-04-03 astro-ph.SR
Buildup of Magnetic Shear and Free Energy During Flux Emergence and Cancellation
我们研究模拟通量的出现和取消，这表明了一个复杂的过程，积累的自由磁能在太阳日冕必不可少的爆发事件，如日冕物质抛射（CME），灯丝喷发和耀斑。表面和日冕中的流速沿极性反转线（PIL）表现出一致的剪切模式，这与磁极的旋转一起，建立了磁剪切。PIL上方的系链切割重联则产生更长的剪切磁场线，这些线延伸到更高的日冕中，在那里形成S形结构。最重要的是，重联和向上的能量通量转移被发现发生，即使磁通量是淹没，似乎在光球取消。模拟的日冕场与相应的日冕势场的比较图示地显示了在磁通量出现和太阳黑子形成期间非势场的发展。
2012-05-16 astro-ph.SR
The 2019 International Women's Day event: A two-step solar flare with multiple eruptive signatures and low Earth impact
我们详细分析了2019年3月8日发生在活跃区域AR 12734的喷发事件，我们称之为国际妇女节事件。这次事件在以下几个方面很有趣：1）低日冕喷发特征是成对出现的（1个双峰耀斑、2个日冕变暗和2个极紫外波）：2）虽然该事件具有完整的爆发特征链，但相应的日冕特征较弱; 3）虽然爆发的源区位于靠近太阳圆盘的中心，因此推测爆发是面向地球的，但日光层的信号非常微弱，几乎没有地球的影响。我们分析了一些多航天器和多仪器（遥感和原位）观测，包括软X射线，（极）紫外（E）UV），无线电和白光发射，以及等离子体，磁场和粒子测量。我们采用三维NLFF模型研究活动区及其周围的日冕磁场结构，GCS模型对CME几何结构进行三维重建，三维MHD数值模型EUHFORIA模拟日光层的背景状态。我们的研究结果表明，两个剪切和扭曲的磁场系统随后爆发了两次，它们已经在上部日冕中合并，并开始进一步演化为一个单一的实体。大尺度磁场对早期和行星际结构演化都有重要影响。在第一次喷发期间，上覆场的稳定性被破坏，这使得第二次喷发成为可能。我们发现，在行星际空间的传播过程中，大规模的磁场，即太阳层电流片的位置之间的AR和地球可能会影响传播和演化的爆发结构（S）。
2021-06-29 astro-ph.SR
Predictions of energy and helicity in four major eruptive solar flares
为了更好地理解行星际磁云（MC）的太阳成因，我们模拟了四个大型爆发性太阳耀斑的磁场和拓扑性质，并将它们与观测结果联系起来。我们使用三维最小电流日冕模型\cite{Longcope1996d}和耀斑前光球磁场和耀斑带的观测值导出重连磁通量，耀斑能量，磁绳螺旋度和磁绳极向场的方向。我们比较模型预测的这些数量耀斑和MC观测和估计的不确定性的方法，发现以下。模型预测的重联通量等于或低于从观测到的带状运动推断的重联通量。观测到的和模式的重联通量匹配MC极向通量。预测的磁绳螺旋度匹配MC螺旋度。预测的自由能介于观测能量和估计的总耀斑光度之间。MC的极向场的前缘的方向与AR中的通量绳的极向场而不是全局偶极场对准。这些发现使我们相信，与这四个太阳耀斑有关的磁云是在爆发过程中由低日冕磁重联形成的，而不是日冕中已有结构的爆发或在全球磁场参与下在上日冕中形成的。我们还注意到，由于所有四个耀斑都发生在活动区，没有显著的耀斑前通量出现和取消，我们发现的能量和螺旋度是通过剪切和旋转运动存储的，这足以解释观测到的辐射耀斑能量和MC螺旋度。
2011-04-18 astro-ph.SR
Triggering an eruptive flare by emerging flux in a solar active-region complex
2012年7月1日，在太阳活动区NOAA 11514和11515之间发生了一次耀斑和快速日冕物质抛射，这是对尾随区11515的领先黑子前方出现的通量的响应。通过分析光球磁通量和日冕结构的演化，我们发现光球磁通量的出现是通过与上覆磁通量的非标准相互作用触发爆发的。新的通量既没有相反的方向，也没有一个位置附近的极性反转线，这是有利的强烈重联下出现的拱廊通量。此外，其助焊剂含量仍然显著小于拱廊的助焊剂含量（约40%）。然而，一个植根于尾随的活动区的环路系统部分地在活动区之间的拱廊下运行，经过通量出现的地点。与新兴通量的重新连接，导致一系列喷流排放到环路系统中，导致环路系统强烈但有限的上升。这就抬高了两个活跃区域之间的拱廊，削弱了它向下的张力，从而使拱廊下被大幅剪切的通量不稳定。复杂的事件也与支持前体活动在一个增强的网络附近的活动区，作用于大规模的覆盖通量，并与两个同时封闭的耀斑活动区。
2015-06-26 astro-ph.SR
Evolution of Hard X-ray Sources and Ultraviolet Solar Flare Ribbons for a Confined Eruption of a Magnetic Flux Rope
研究了2005年5月27日活动区NOAA 10767中M1.1耀斑的硬X射线源和耀斑带的磁场结构。在非线性无力场外推中，我们发现在同一极性反转线上，一个小的喷发前磁通量绳位于剪切磁弧附近。Ramaty高能太阳光谱成像仪（RHESSI）和过渡区和日冕探测器（TRACE）分别在X射线和紫外线（UV）1600 nm波段观测到了这一局限耀斑。在该事件中，在几个位置发生了磁重联。它首先开始在爆发前的弦绳的位置。观测结果表明，在耀斑爆发前10分钟左右，爆发前的磁通量绳与剪切磁弧之间发生了磁重联。这意味着形成了更大的通量绳，正如TRACE所观察到的那样。接下来，硬X射线（HXR）源出现在耀斑峰值的这个较大通量绳的足点。相关联的高能粒子可能已经在磁通绳下方、重联区域内或周围加速。尽管如此，HXR源和通量绳足点之间的紧密空间关联有利于通量绳内的加速度。最后，一个大的太阳区域，包括活动区NOAA 10766和10767的拓扑分析表明，存在大规模的准分界线层（QSL）的爆发前的通量绳。在耀斑期间，在这些QSL没有发现增强的发射，但紫外耀斑带停止在最近的大规模QSL的边界。
2011-11-08 astro-ph.SR
Evolution of Plasma Composition in an Eruptive Flux Rope
磁通量绳是包绕中心轴的扭曲磁场束。它们拥有自由磁能，可能是日冕物质抛射（CME）的前身，但要识别太阳上的通量绳可能是一项挑战。日冕观测的一个关键点是一个特殊的明亮的日冕结构，称为S形。在这项工作中，我们展示了Hinode EUV成像光谱仪（EIS）对S形活动区10977的观测。我们分析了活动区的日冕等离子体成分及其演变的S形（通量绳）的形式和爆发作为一个CME。光球组成的等离子体中观察到的主要极性反转线附近的日冕循环期间的情节显着的通量取消，这表明光球等离子体注入到这些环驱动的光球通量取消。与此同时，不断被剪切的核心磁场中含有日冕成分的等离子体。随着磁通抵消的减少和S形/磁通绳的形成，等离子体演化为介于光球和典型活动区日冕成分之间的中间成分。最后，通量绳主要包含光球等离子体期间和之后的失败爆发之前的CME。因此，对活动区10977等离子体成分的观测有力地支持了先在光球层水平然后在日冕层水平通过光球通量抵消强迫磁重联形成磁绳的模型。
2021-10-22 astro-ph.SR
The role of flux cancellation in eruptions from bipolar active regions
日冕物质抛射（CME）是日球层中最大的喷发现象，其物理过程或触发机制尚未确定。低空磁重联与磁通量抵消似乎在CME的发生中起着重要作用，因为它可以形成一个喷发的配置，并减少磁通量，有助于上覆，稳定的领域。我们进行了第一次全面的研究，20个小的双极活动区，以探讨作为喷发触发机制的磁通量抵消的作用。我们从两极地区的火山喷发分为三种类型的位置相关，并发现所产生的喷发类型取决于活动区的演化阶段。此外，我们发现，形成喷发结构的通量抵消（低空重联）的活动区，平均而言，较低的通量抵消率比活动区样本作为一个整体。因此，虽然通量抵消起着关键作用，但它本身不足以产生喷发。结果支持，虽然通量取消在剪切拱廊可能能够建立一个喷发配置，一个成功的喷发取决于足够的覆盖和稳定领域的删除。两极极性的会聚似乎也出现在产生喷发的地区。这些发现对于理解太阳上发生的与日冕物质抛射有关的物理过程和空间天气预报具有重要意义。
2018-08-31 astro-ph.SR
Flux-Rope Twist in Eruptive Flares and CMEs: due to Zipper and Main-Phase Reconnection
本文讨论了在爆发性耀斑或日冕物质抛射中，扭曲通量管爆发时的三维重联性质。重联有两个阶段：首先，3D“拉链重联”沿着初始日冕弧传播，平行于极性反转线（PIL），然后，在爆发期间，在通量绳周围的低日冕中，随后的准2D“主相重联”产生日冕环和色球带，它们沿着垂直于PIL的方向远离PIL传播。拉链重新连接产生了大约一圈的扭曲磁通绳（$2π$扭曲弧度），然后主相重新连接建立了具有几圈相对均匀扭曲的喷发磁通绳的主体。第二种情况是从拱廊下预先存在的通量绳开始。在这里，拉链相可以产生具有许多匝的核心，这些匝取决于新形成的耀斑带和新的通量绳中的磁通量的比率。主相重连然后在扭曲的中心纤芯上增加一层大致均匀的扭曲。相位和场景都以简单的方式建模，假设初始磁通量沿PIL分段。该模型利用磁螺旋度守恒和磁通守恒，以及磁螺旋度均分，推导出喷发磁绳的初始几何形状的扭曲。行星际观测表明，一些磁通绳具有相当均匀的扭曲，这可能是当拉链相和任何预先存在的磁通绳具有小或中等扭曲（高达一圈或两圈）时产生的。其他行星际通量绳具有高度扭曲的芯（多达五圈），当存在预先存在的通量绳和产生大量额外扭曲的活动拉链相时，可以产生这种芯。
2016-12-31 astro-ph.SR
Morphology of Solar Filaments During the Solar Maximum of Cycle 24: A Study of 35 Filaments Focusing on Chirality, Barb Orientation, Skewness, and Eruptive Behavior
National Institute of Technology Calicut（国立卡尔卡提理工学院）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）
本研究分析第24太阳活动周极大期35个暗条的形态，发现77%遵循半球手性偏好，且所有检查的日冕拱符合螺旋度判据，未发现违反手性偏好与爆发倾向的关联。
2026-09-22 astro-ph.SR
On the Effect of Large Scale Structures and Turbulence on Solar Eruptive Events: The Cross-Scale Challenge for Space Weather
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV)（意大利国家地球物理与火山学研究所）；Università della Calabria（卡塔尼亚大学）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；University of Maria Curie-Skłodowska（玛丽亚·居里-斯可多夫斯卡大学）
该研究针对空间天气的跨尺度挑战，提出MICMAC模型结合湍流微观扩散与EUHFORIA宏观模拟，揭示湍流会扭曲CME与地球的磁连接，其跨尺度耦合需纳入空间天气模型，对SEP预报有重要意义。
2026-09-01 astro-ph.SR
Multiwavelength observations of a partially eruptive filament on 2011 September 8
本文报道了2011年9月8日在NOAA活动区11283的部分暗条爆发事件的多波长观测结果。在活动区发现了磁零点和相应的脊面及分界面。在零点之下，一个剪切拱廊支撑着沿着高度复杂和破碎的极性反转线的灯丝。被激活后，S形细丝爆发，分裂成两部分。大部分上升的速度为90 $-$ 150公里/秒$^{-1}$，然后达到$\sim$ 115毫米的最大视高度，之后，它返回到太阳表面的颠簸的方式在20 $-$ 80公里/秒$^{-1}$的速度。在极紫外（EUV）、UV和H $α$波长下清楚地观察到上升和下降运动。主要部分的喷发失败与M6.7级耀斑有关，该耀斑具有单一的硬X射线源。然而，灯丝的失控部分，在逃离日冕之前，可能沿着大规模的开放磁场线，从东腿分离并围绕主要部分旋转$\sim$ 1圈。逃逸部分的喷射导致了一个非常微弱的日冕物质抛射（CME），其在外日冕中以214 km/s $^{-1}$的视速度传播。暗条喷发也触发了同一AR中相邻冠状环的横向扭结模式振荡。振荡的振幅和周期分别为1.6 μ m和225 s。我们的研究结果对于理解部分暗条爆发的机制具有重要意义，并为理论模型提供了新的约束条件。多波长观测也为空间天气预报提供了线索。
2015-03-10 astro-ph.SR
Chromospheric magnetic field extrapolations reveal the flux-rope configuration of a solar filament
High Altitude Observatory, NSF National Center for Atmospheric Research（美国国家大气研究中心高空观测站）；Institute of Physics, University of Graz（格拉茨大学物理研究所）；National Solar Observatory（美国国家太阳天文台）；School of Electrical and Electronic Engineering, University of Sheffield（谢菲尔德大学电气与电子工程学院）；Department of Astronomy, Eötvös Loránd University（罗兰大学天文学系）；Gyula Bay Zoltán Solar Observatory (GSO), Hungarian Solar Physics Foundation (HSPF)（久洛·巴约·佐尔坦太阳观测站（匈牙利太阳物理基金会））；Solar Physics and Space Plasma Research Centre (SP2RC), School of Mathematics and Statistics, The University of Sheffield（谢菲尔德大学数学与统计学院太阳物理与空间等离子体研究中心）；Kanzelhöhe Observatory for Solar and Environmental Research, University of Graz（格拉茨大学卡恩泽霍厄太阳能与环境研究观测站）
通过结合光球和色球矢量磁图的多高度优化外推方法，准确重建了太阳暗条的预爆磁绳结构，解决了光球外推无法区分磁绳与剪切弧顶的歧义。
2026-06-09 astro-ph.SR
Thermodynamic and magnetic evolution of an eruptive C-class solar flare observed with SST/TRIPPEL-SP
University of Oslo（奥斯陆大学）；Rosseland Centre for Solar Physics, University of Oslo（奥斯陆大学罗瑟兰太阳物理中心）；Institute for Solar Physics, Dept. of Astronomy, Stockholm University（斯德哥尔摩大学天文学系太阳物理研究所）；Max Planck Institute for Solar System Research（马克斯·普朗克太阳系研究所）；Thüringer Landessternwarte（图林根州立天文台）；Statkraft AS（Statkraft股份公司）
利用SST/TRIPPEL-SP观测，研究C5.1类日冕爆发及丝状物喷发的热力学与磁学演变，揭示磁重联导致丝状物不稳定及能量沉积过程。
2025-10-18 astro-ph.SR
Which Photospheric Characteristics are Most Relevant to Active-Region Coronal Mass Ejections?
研究了日冕物质抛射特征与太阳耀斑预测方案中广泛采用的太阳活动区喷发能力参数化之间的关系。这些参数，其中一些是第一次探索，是与拓扑特征，即磁极性反转线（MPILs），表明大量的存储的非潜在的（即自由）的磁能相关的属性。利用DONKI和LASCO数据库对耀斑相关的日冕物质抛射及其运动学特征进行了研究，同时利用日震和磁成像仪（HMI）对活动区的矢量磁场观测数据提取了MPILs的性质，从而提取了源区MPILs的性质。所有性质与日冕物质抛射特征之间的相关性从中等到非常强不等。更重要的相关性尤其适用于快速的日冕物质抛射，这在不利的空间天气表现方面是最重要的。非中和电流和主MPIL的长度表现出显着更强的相关性比其余的属性。这一发现支持了日冕物质抛射和高度剪切的、明显的MPIL中的非中和电流之间的因果关系。此外，非中和电流和MPIL长度携带不同的，独立的信息，以喷发的活动区域的潜力。因此，非中性电流总量和主极性反转线长度的组合比其它参数更能反映太阳活动区的喷发能力和源于这些活动区的CME运动学特征。
2019-09-13 astro-ph.SR
Magnetic Reconnection Governs the Entire Lifecycle of Solar Eruptive Magnetic Flux Rope
State Key Laboratory of Solar Activity and Space Weather, School of Aerospace, Harbin Institute of Technology, Shenzhen（哈尔滨工业大学深圳航天学院）；School of Opto-electronic Engineering, Zaozhuang University（枣庄学院光电工程学院）
研究通过高分辨率三维MHD模拟发现，磁重联在太阳爆发磁通量绳的整个生命周期中起核心作用，其直接触发爆发并提供主要驱动力，而非经典模型认为的环面不稳定性。
2026-10-15 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Magnetic Structure in Successively Erupting Active Regions: Comparison of Flare-Ribbons with Quasi-Separatrix Layers
本文研究了连续喷发的活动区11429和12371的磁拓扑结构。利用日震和磁成像仪的矢量磁场观测资料，采用非线性无力场模型（NLFFF）重建了火山喷发前的磁场结构。对于所有五个CME从这些AR，喷发前的磁结构确定了一个反S S形一致的EUV观测的日冕等离子体示踪剂。在所有的爆发事例中，大Q值的准分界线层（QSL）连续地包围着核心场双极区，在这些区域中观察到反S形的耀斑带。这些QSL基本上代表了内部双极区内的扭曲芯通量域与周围类似拱廊的电势之间的大连通梯度。这与观察到的场结构基本一致，主要是剪切拱廊。将色球层的QSL图与耀斑峰时观测到的耀斑带进行了比较。耀斑带多呈倒S形，观测中缺少可见度的连续性。对于AR 12371中的CME，QSL将耀斑带描绘为两个反J形截面的组合，其直线部分被分离。这些QSL是典型的弱扭磁绳。类似地，对于AR 11429中的CME，QSL与PIL中间和钩部分中的扩口带是共空间的。在喷发标准模型框架下，观测到的耀斑带是喷发前磁结构为S形的特征，这一特征由核心有弱扭磁绳的{ \bf the} NLFFF模型再现。
2021-09-29 astro-ph.SR
Observation and Modeling of Shear Evolution of Post-reconnection Flare Loops
Montana State University（蒙大拿州立大学）
本研究开发了一种新方法，通过将EUV图像中的耀斑环拟合到磁场外推模型来推断重联后磁场线的三维结构，并应用于一个双带耀斑，发现重联后环的局部扭转$α$随耀斑发展而减小，首次量化了耀斑能量弛豫的时间历史。
2025-10-30 astro-ph.SR
Non-neutralized Electric Current Patterns in Solar Active Regions: Origin of the Shear-Generating Lorentz Force
使用最高可用的空间分辨率和信噪比的太阳矢量磁图，我们进行了详细的研究电流图案在两个太阳活动区：一个耀斑/爆发，和耀斑安静的。我们的目标是确定活跃区域是否在太阳大气中注入非中性（净）电流，以回应近二十年前发起的一场争论，该争论仍无定论。我们发现，形成良好的，强烈的磁极性反转线（PILs）的活动区是唯一的光球磁结构，支持显着的净电流。更强烈的PIL似乎意味着每个极性的更强的非中和电流模式。这一发现修正了以前的作品，声称频繁注入强烈的非中性电流的最活跃的地区出现在太阳能盘，但也工作，完全排除注入非中性电流。与以前的研究一致，我们还发现，磁隔离的活动区域保持全球电流平衡。此外，我们确认和量化的偏好，一个给定的磁极性，遵循一个给定的意义上的电流，表明在活跃的地区占主导地位的意义上的扭曲。这种相干效应在具有较强PIL的更紧凑的活动区域中更明显，并且必须是次光球起源的。我们的研究结果产生一个自然的解释的洛伦兹力，总是产生速度和磁剪切沿强PIL，从而设置一个物理背景下观察到的爆发前的演变在太阳活动区。
2012-10-10 astro-ph.SR
Toward Improved Understanding of Magnetic Fields Participating in Solar Flares: Statistical Analysis of Magnetic Field within Flare Ribbons
剧烈的太阳耀斑和日冕物质抛射（CME）都是磁现象。然而，如何磁场重联在耀斑不同于非耀斑磁场仍然不清楚，由于缺乏研究的耀斑的磁性。在这里，我们提出了第一个统计研究的耀斑（突出的耀斑带）矢量磁场在光球。我们的系统的方法使我们能够描述太阳耀斑磁性的关键物理特性，包括分布的磁通量，磁剪切，垂直电流和净电流在耀斑与非耀斑部分的活动区域，并比较这些与耀斑/CME属性。我们的分析表明，虽然耀斑是由与AR大小成比例的物理性质引导的，如参与重联过程的磁通量总量和总电流（广泛的属性），日冕物质抛射是由平均属性，如部分AR磁通量，参与（强度特性），对极性反转线（PIL）处的剪切量或净电流的依赖性很小。我们发现，非中和电流是成比例的剪切量在PIL，提供直接的证据表明，净垂直电流形成的任何机制，可以产生沿PIL的磁剪切的结果。我们还发现，喷发事件往往有较小的PIL通量和较大的磁剪切比封闭事件。我们的分析为更现实的太阳和恒星耀斑模型提供了参考。该数据库可在线查阅，可用于今后对耀斑磁性的定量研究。
2021-11-11 astro-ph.SR
Buildup of the Magnetic Flux Ropes in Homologous Solar Eruptions
同源日冕物质抛射（CME）是一种有趣的现象，通过比较同源物理条件下的多个CME，有可能研究CME的形成。AR 11283在2011年9月4日出现双极时已经在太阳表面存在了几天。它的正极性与先前存在的属于另一个双极的负极性碰撞，沿着碰撞极性之间的极性反转线（PIL）产生周期性的太阳活动，即所谓的碰撞PIL（cPIL）。结果表明，大量的能量和螺旋度以磁通量绳（MFR）的形式积累，并伴随着周期性的释放和积累过程。这些MFRs是沿着cPIL建立的。采用通量亏损方法，表明由于Chintzoglou等人提出的碰撞剪切情景，沿cPIL发生磁抵消。抵消通量的总量为$\sim$ 0.7 $\times$ 10 $^{21}$ Mx，在30 $^\circ$太阳中心距离的置信区域内，不确定度为$\sim$ 13.2 $\%$。抵消的通量相当于双极磁性区域的总无符号通量的24 $\%$。结果表明，碰撞后cPIL附近的磁场发生了很大的剪切，平均剪切角大于70 $^\circ$。MFRs扭曲核的快速膨胀和持续的喷发活动都是由碰撞剪切过程驱动的。这些结果对于更好地理解与同源太阳爆发相关的MFR的建立过程具有重要意义。
2022-01-18 astro-ph.SR
Data-driven simulations of magnetic field evolution in Active Region 11429: Magneto-friction method using PENCIL code
本研究利用搭载于开源PENCIL代码的磁摩擦方法，结合光球层矢量磁场观测设定三类底部边界驱动，模拟太阳活动区11429的日冕磁场演化，验证了该方法可捕捉扭缠磁通量绳的形成与喷发。
2023-12-19 astro-ph.SR
Dynamics evolution of a solar active-region filament from quasi-static state to eruption: rolling motion, untwisting motion, material transfer, and chirality
为了更好地了解太阳暗条的磁结构和爆发过程，利用1 m新真空太阳望远镜（NVST）的高分辨率H $α$资料，结合太阳动力学天文台（SDO）的极紫外观测资料，对一次与B级耀斑相关的太阳活动区暗条（F2）爆发进行了研究.灯丝F2受到另一个灯丝（标记为F1）爆发的干扰，该爆发经历了鞭子般的运动。在暗条F2爆发前，多普勒图像显示暗条F2体的南北部分沿暗条脊同时发生蓝移和红移。这意味着细丝F2从一侧滚动到另一侧。在暗条F2爆发期间，暗条体的多普勒速度位移与爆发前相反。它表明，细丝体表现出解捻运动，这也可以通过跟踪喷发细丝的运动来识别。此外，发现细丝F2的材料被转移到周围的磁场回路，这是由细丝F2和周围的磁场回路之间的磁重联引起的。根据暗条F2爆发前的右旋线，可以推断暗条F2最初是由剪切拱圈支撑的。以下的观察揭示了在爆发阶段形成的丝状体F2的扭曲磁结构。
2020-09-22 astro-ph.SR
Structure, Stability, and Evolution of Magnetic Flux Ropes from the Perspective of Magnetic Twist
我们调查了NOAA活动区11817在2013年8月10日至12日期间的演变，当时它发展了一个复杂的场配置，并产生了四个封闭的，随后是两个爆发的耀斑。这些C级以上的耀斑都与位于主极性反转线上的磁通量绳（MFR）有关，在主极性反转线上存在剪切和会聚的光球流。借助于非线性无力场模型，我们通过映射磁连通性和计算每个单独场线的扭转数$\mathcal{T}_w$来识别MFR。MFR是适度扭曲的（$|\mathcal{T}_w| < 2$），并具有高挤压因子$Q$的明确边界。我们发现，具有极值$|\mathcal{T}_w|$的磁力线是绳轴的可靠代理，并且MFR的峰值$|\mathcal{T}_w|$在每次耀斑前半小时内暂时增加，而在耀斑峰值之后，无论是局限型还是爆发型耀斑，MFR的峰值都减小。这种耀斑前$|\mathcal{T}_w|$的增加对活动区的自由磁能或整个区域的任何其他参数的影响很小，因为它的量适中，MFR的体积相对较小，而耀斑后它的减少显然与耀斑引起的自由磁能的逐步减少有关。我们认为，$\mathcal{T}_w$可以作为一个有用的参数，预警喷发的开始，因此，随之而来的空间天气的影响。螺旋扭结不稳定性被确定为考虑耀斑的主要候选发病机制。
2015-12-23 astro-ph.SR
Variability of the Reconnection Guide Field in Solar Flares
太阳耀斑可能是最著名的例子，它通过磁重联将磁能爆炸性地转化为整体运动、等离子体加热和粒子加速。所有耀斑的能量来源是极性反转线（PIL）上方暗条通道的高剪切磁场。在耀斑期间，该剪切场成为所谓的重连引导场（即，非重联分量），这已经被证明在确定重联的关键特性（包括粒子加速的效率）方面起主要作用。我们提出了新的高分辨率，三维，磁流体动力学模拟，揭示了详细的演变的磁剪切/引导场在整个爆发耀斑。磁剪切的演化经历了三个不同的阶段：剪切首先在PIL附近的一个狭窄区域内建立，然后向外扩展形成一个薄的垂直电流片，最后通过耀斑重联转移到剪切耀斑环和爆发通量绳的拱形结构中。我们演示了如何引导字段可以推断剪切耀斑环的观测。我们的研究结果表明，最初的引导场是由约5倍的重连分量，但它减弱了超过一个数量级的过程中的耀斑。瞬时，引导场也在空间上沿着三维电流片在类似的范围内变化。我们讨论的指导领域的时间和本地化的有效粒子加速耀斑的显着变化的影响。
2022-07-29 astro-ph.SR physics.space-ph
On the Role of Rotating Sunspots in the Activity of Solar Active Region NOAA 11158
利用日震和磁成像仪（HMI）的磁场数据和太阳动力学天文台（SDO）上大气成像组件（AIA）的多波长观测资料，研究了旋转太阳黑子对活动区NOAA 11158及其喷发事件的非潜在性的各种物理参数演变的作用。从HMI强度和AIA通道的演化研究中，我们观察到AR由两个主要的旋转黑子组成，一个连接到耀斑倾向区，另一个连接到CME。构造的时空强度图显示，太阳黑子的峰值自转率与主要爆发事件的发生相吻合。此外，扭转参数的时间分布，即，由HMI矢量磁图得到的平均剪切角$α_{\rm av}$、$α_{\rm best}$和由HMI视线磁图的水平通量运动得到的螺旋度注入率与日冕物质抛射倾向区的黑子旋转轮廓有很好的对应关系，给出了旋转运动导致磁非势的主要证据。此外，平均值的自由能从维里定理计算在光球水平显示明确的步骤下降的耀斑揭示明确的证据，能量释放的设置时间，间歇性地存储在前耀斑阶段的通量出现和/或运动。此外，在CME多发区，螺旋度注入的分布是均匀的，而在耀斑多发区，螺旋度注入的分布不是均匀的，而且经常改变符号。这项研究提供了清晰的图片，所观察到的磁通量的自行和旋转运动都发挥了重要作用，以提高磁的非潜力的AR，导致所观察到的瞬态活动的有利条件。
2012-10-15 astro-ph.SR
Flux Emergence in the Solar Active Region NOAA 11158: The Evolution of Net Current
我们提出了一个详细的调查所观察到的净垂直电流的演变使用的时间序列的矢量磁图的活动区（AR）NOAA 11158日震磁成像仪。我们还讨论了净电流与观测到的喷发事件的关系。AR在6天内从$βγ$演变为$βγδ$构型。AR有两个子区域的活动与相反的手征：一个占主导地位的太阳黑子旋转产生强大的日冕物质抛射，其他显示大的剪切运动产生强烈的耀斑。当黑子分离时，CME产生子区各极的净电流先增大到最大值，然后减小。该子区净电流的时间分布与该子区S极黑子自转速率的时间分布一致。耀斑子区域的净电流在强耀斑发生时突然增加，并保持不变，直到观测结束，而太阳黑子保持紧密接近。观察到的净电流的系统演化被认为是遵循在两个子区域的强剪切极性反转线的总长度的时间演化。所观察到的光球净电流可以解释为一个扭曲的通量绳出现的必然产物，从光球下面的高压限制到光球的低压环境。
2015-02-19 astro-ph.SR
Recurrent CME-like eruptions in emerging flux regions. I. On the mechanism of eruptions
我们报告的三维（3D）磁流体动力学（MHD）模拟经常性喷发新兴通量区域。我们发现，重新连接的剪切磁力线，沿极性反转线的新兴双极区，导致形成一个新的磁结构，它采用的形状的磁通量绳在其上升运动。最初，通量绳经历一个缓慢上升阶段，最终，它经历一个快速上升阶段和向外太阳大气层的喷射喷发。在系统演化过程中，总共发生了四次喷发。对于第一次喷发，我们的分析表明，环面不稳定性引发的喷发和系绳切割重联的磁力线，其中信封的磁通绳，触发喷发领域的快速加速。对于接下来的爆发，我们推测，这是系绳切割重联和环面不稳定性之间的相互作用，这导致了各个阶段的开始。我们展示了喷发场的3D形状，更多地关注磁场线在喷发过程中如何重新连接。我们发现，当包络场线重新连接主要是与自己，热和致密的等离子体被转移到更接近爆发的通量绳的核心。当包封场线与邻近的剪切场线重新连接时，同一区域似乎更冷，密度更小。等离子体的密度和温度分布，以及爆发场的上升速度、能量和大小表明，它们可能是小尺度（小型）日冕物质抛射（CME）的原因。
2017-11-28 astro-ph.SR
Magnetic field extrapolation in active region well comparable with observations in multiple layers
本文利用考虑等离子体力的磁流体静力学方法对活动区12158进行磁场外推，发现其可重现两组高度缠绕的磁通量绳，并与色球至日冕的多层高分辨率观测更为吻合，优于传统无力场模型。
2023-05-10 astro-ph.SR
Why is a flare-rich active region CME-poor?
太阳活动区（AR）是耀斑和日冕物质抛射（CME）这两种最强烈的太阳爆发的主要来源。2014年10月17日至30日，NOAA AR 12192穿越可见盘，产生了超过100个耀斑，其中包括32个M级和6个X级耀斑，但只有一个小型CME。耀斑和日冕物质抛射被认为是同一喷发过程中的两种现象。为什么这样一个耀斑丰富的AR如此CME贫乏？我们比较了这个AR与其他四个AR;两个都是生产性的，两个是惰性的。基于SDO/HMI矢量磁象图的光球参数研究表明，富耀斑的AR 12192与另外两个生产性AR一样，具有比两个惰性AR更大的磁通量、电流和自由磁能，但与两个生产性AR相比，它在耀斑中性线两侧没有强的、集中的电流螺旋度，这表明不存在由高度剪切或扭曲的磁力线组成的成熟磁结构。此外，AR 12192以上的衰减指数相对较低，显示出较强的约束。这些结果表明，生产AR总是很大，并有足够的电流和自由能来驱动耀斑，但耀斑是否伴随着CME似乎与（1）是否有成熟的剪切或扭曲的核心场作为CME的种子，（2）如果覆盖拱廊的约束足够弱。
2016-07-26 astro-ph.SR
The Initiation Mechanism of the First On-disk X-Class Flare of Solar Cycle 25
本文研究了太阳活动第25周首个日面X级耀斑的触发机制，发现其遵循基于重联的触发机制，由持续剪切运动形成的电流片重联触发，并随后由环面不稳定性驱动。
2023-04-26 astro-ph.SR
Tracking magnetic flux and helicity from Sun to Earth -- Multi-spacecraft analysis of a magnetic cloud and its solar source
为了更好地理解行星际空间中磁场相关量的动态演化，特别是磁通量和螺旋度的动态演化，我们分析了太阳爆发事件引起的完整效应链。我们研究了2021年11月1日和11月2日起源于NOAA活动区（AR）12891的一系列相关事件（一个封闭的C4.5耀斑，一个无耀斑的暗条爆发和一个双峰M级耀斑）。我们推导出AR 12891的磁结构，使用体视和非线性无力（NLFF）磁场建模，使我们能够识别日冕磁通绳，并估计其轴向通量和螺旋度。此外，我们计算重联通量的基础上耀斑带状和日冕变暗的遥感图像签名。通过与太阳轨道飞行器和近地航天器的原位测量结果相比较，我们可以得出行星际日冕物质抛射（ICME）演化的结论。后者是通过应用几何拟合技术（分级圆柱壳建模; GCS）和行星际传播模型（基于阻力的整体建模; DBEM）ICME的援助。NLFF模型表明，主机AR的磁结构的形式左手（负螺旋度）剪切拱廊/通量绳达到8-10毫米以上的光球水平的高度，在密切的协议与相应的立体估计。GCS和DBEM模拟结果表明，磁绳在行星际空间中以自相似的膨胀方式传播。在太阳源区域的磁重联处理的磁通量和螺旋度的比较和各自的预算的MC表明相当大的贡献，从喷发过程中，虽然爆发前的预算出现的相关性。
2022-10-05 astro-ph.SR physics.space-ph
On the Constraints and Observational Manifestations of Failed Solar Eruptions in Toroidal Magnetic Cage
Nanjing University（南京大学）；KU Leuven（荷语天主教鲁汶大学）；Observatoire de Paris（巴黎天文台）；CNRS（法国国家科学研究中心）；LUNEX EMMESI Institut（卢森堡 LUNEX 埃梅西研究所）
研究通过三维磁流体动力学模拟，探讨强扭索磁场对日冕爆发的约束作用，揭示磁场重联与洛伦兹力的相互作用及观测特征，发现扭索磁场通过产生强回流电流抑制等离子体上升并导致爆发失败。
2026-03-23 astro-ph.SR
$δ$-Sunspot Formation in Simulation of Active-Region-Scale Flux Emergence
$δ$ -太阳黑子，具有高度复杂的磁结构，在高能爆发事件中非常多产，如X级耀斑和同源爆发。在这里，我们研究形成这样的复杂的磁结构的数值模拟磁通量出现从对流区到日冕中的活动区域尺度域。在我们的模拟中，两对双极太阳黑子在表面上形成，起源于单个地下扭曲通量绳的两个浮力部分，遵循Toriumi等人的方法。在两个双极中出现的场的膨胀和旋转驱动两个相反的极性以明显的旋转运动相互进入，产生具有尖锐的极性反转线的紧凑的$δ$ -太阳黑子。$δ$ -黑子在这样一个现实尺度域中的形成产生了与观测中形成的模式类似的新兴模式，例如，逆黑尔定律的反向极性，黑子的曲线运动，在PIL处具有高度剪切磁场和速度场的强横向场。强电流在PIL处积聚，引起重联，这产生了复杂的日冕磁连通性，其中三角洲点中的非势场被连接两端两个极性的更松弛的场覆盖。
2015-04-16 astro-ph.SR
Distribution of Electric Currents in Solar Active Regions
关于太阳活动区中的电流是否被中和的问题一直存在着长期的争论。也就是说，连接活动区极性的主（或直接）日冕电流是否被总价值相等且方向相反的屏蔽（或返回）电流包围。关于这个问题，理论和观测都还没有完全定论，数值模拟，令人惊讶的是，几乎没有被用来解决it.In这里，我们量化的演变过程中形成的双极活动区考虑一个三维磁流体动力学模拟的出现的亚光球，电流中和磁通量绳进入太阳大气层的电流。我们发现，一个强大的偏离电流中和发展的同时发病的显着通量出现到电晕，伴随着大量的磁剪切沿活动区的极性反转线的发展。在该区域形成并且磁通出现停止之后，该区域中心的强磁场仅由直流电流连接，并且总直流电流比总返回电流大几倍。这些结果表明，活动区，日冕物质抛射和耀斑的主要来源，出生与大量的净电流，与最近的观察。此外，他们支持喷发模型，采用喷发前磁场包含这样的电流。
2014-01-13 astro-ph.SR
