Incorporating Uncertainties in Atomic Data Into the Analysis of Solar and Stellar Observations: A Case Study in Fe XIII
关于天体物理学物体的物理特性的信息不能直接测量，而是通过在原子物理学计算的背景下解释光谱观测来推断。例如，发射谱线的比率可用于推断发射等离子体的电子密度。类似地，在宽的温度范围内形成的发射线的相对强度产生关于温度结构的信息。这种分析的一个关键组成部分是了解基础原子物理学中的不确定性如何传播到推断的等离子体参数中的不确定性。然而，目前，原子物理学数据库不包括原子参数的不确定性，即使它们包括，也没有建立使用它们的方法。在本文中，我们开发了简单的模型的不确定性的碰撞强度和衰变率的Fe XIII和应用它们的密度敏感线的解释与EUV成像光谱仪（EIS）的日出。我们将这些不确定性的贝叶斯框架。我们认为这是一个务实的贝叶斯方法的原子物理学的信息是不受观察到的数据，和一个完全的贝叶斯方法的数据可以用来探测的物理。与仅包含统计不确定性的模型相比，前者通常将推断密度的不确定性增加约5倍。后者减少了推断密度的不确定性，但确定了可能的系统问题与原子物理学或观测强度的领域。
2018-09-17 astro-ph.SR
On the importance of astronomical refraction for modern Solar astrometric measurements
本文详细研究了纯天文折射对地基全圆盘太阳计量测量的影响，并提供了测量改正和相关不确定度估计的工具。我们首先使用分析和数值方法，以测试通常或历史上使用的折射微分效应近似的有效性，是天顶距的函数对于一个给定的折射模型，我们提供了精确的公式来校正太阳半径测量在任何日光角和任何天顶距离。然后，使用2011年和2016年之间在近红外记录的太阳图像，我们表明，这些修正可以应用到$70°$使用通常的近似公式，并可以扩展到$80°$的天顶距离，提供了一个标准的大气模型和一个完整的数值积分的折射积分。我们还提供了与差分折射校正相关的绝对不确定性的估计，并表明近似公式可以用于计算这些不确定性的天顶距的$80°$。对于给定的仪器设置和与当地天气记录相关的不确定性的知识，这可以用来固定最大天顶距离，可以根据所需的天体测量精度进行观测。
2018-12-20 astro-ph.SR
Impact of observational uncertainties on universal scaling of MHD turbulence
标度指数是湍流理论的核心定量预测，高雷诺数太阳风流的现场卫星观测为这些理论提供了广泛的试验平台。我们提出了一个通用的，独立于仪器的方法来估计速度场波动的不确定性。我们得到的系统移位，这种不确定性引入到观察到的谱指数。这种移位对于正确解释观测到的标度指数是必不可少的。用磁流体动力学湍流的理论模型和数值模拟都足以解释在太阳风中观测到的Elsasser场谱特征之间的矛盾。
2011-10-31 astro-ph.SR
Quantifying uncertainties in the solar axion flux and their impact on determining axion model parameters
本文回顾了太阳轴子通量计算，开发了代码量化太阳模型带来的系统与统计不确定性，并研究了在考虑这些不确定性的情况下，即将建成的 IAXO 望远镜区分 KSVZ 轴子模型及解决太阳丰度问题的能力。
2021-09-08 astro-ph.SR hep-ph
A Guide to Realistic Uncertainties on Fundamental Properties of Solar-Type Exoplanet Host Stars
我们对系外行星的性质和人口统计的理解严重依赖于我们确定其宿主恒星基本性质的能力。盖亚和大型光谱巡天的出现，现在原则上可以非常精确地推断单个恒星的性质，包括大多数系外行星的宿主。然而，我们表明，在实践中，这样的分析是有限的基本尺度的不确定性，并在我们的恒星演化模型的不确定性，即使是类似于太阳的恒星。例如，我们表明，目前的测量干涉角直径和测热通量的不确定性设置一个系统的不确定性地板$\sim$ 2%的温度，$\sim$ 2%的光度，和$\sim$ 4%的半径。广泛使用的模型网格之间的比较表明，主序和次巨星的质量不确定度为$\sim$ 5%，年龄不确定度为$\sim$ 20%。虽然半径的不确定性在这个恒星范围内大致恒定，但模型依赖的不确定性是光度，温度和金属丰度的复杂函数。我们提供了开源软件来近似这些不确定性的个人目标，并讨论在未来减少这些不确定性的策略。
2020-12-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Theoretical evaluation of solar proton-proton fusion reaction rate and its uncertainties
本文利用无显式π介子的量子色动力学有效场论在次领头阶重新计算太阳质子-质子聚变反应率，发现其比推荐值增强1-4%，并据此降低$^8$B和$^7$Be中微子通量，为“太阳成分问题”提供新约束。
2022-08-16 astro-ph.SR nucl-th
Achieving Self-Consistent Nonlinear Force-free Modeling of Solar Active Regions
根据2007年4月30日Hinode卫星观测得到的光球矢量磁图，考虑到边界数据的不确定性，并使用改进的多仪器数据合并方法，构造了NOAA太阳活动区AR 10953日冕磁场的非线性无力解。该解决方案演示了Wheatland & Regnier（2009）的“自洽”程序，首次包括不确定性。自洽程序解决了光球矢量磁图数据与无力模型不一致的问题，特别是垂直电流密度的边界条件被过度指定，并允许两个不同的非线性无力解决方案的建设。该程序修改的边界条件，电流密度在一系列的周期，直到两个非线性无力的解决方案同意。因此，它构建了一个精确的单一解决方案的无力模型，边界值接近，但不完全匹配，矢量磁图数据。包含不确定性在具有较小不确定性的点处更紧密地保持边界条件。自洽的解决方案获得的活动区AR 10953是显着的非势，与磁能E/E_0 = 1.08，其中E_0是参考电位（电流自由）磁场的能量。自洽的解决方案被证明是强大的，对在每个周期的两个无力模型的建设的细节的变化。这表明，可靠的非线性力自由活动区的建模是可能的，如果矢量磁图边界数据的不确定性。
2010-12-16 astro-ph.SR
Addressing the Impact of Solar Modulation Systematic Uncertainties on Cosmic-Ray Propagation Models
Università degli Studi di Torino（都灵大学）；INFN – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）
本文研究了太阳调制系统误差对宇宙射线传播模型的影响，发现力场近似在某些条件下失效，且系统误差限制了宇宙射线研究的精度，未来需更长时间的测量来减少误差。
2026-08-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Uncertainty Estimates of Solar Wind Prediction using HMI Photospheric Vector and Spatial Standard Deviation Synoptic Maps
目前的太阳风预测是基于Wang和Sheeley在1 AU处观测到的太阳风速度与光球层和内日冕之间的磁通量管膨胀率（FTE）之间的经验关系，其中FTE是由日冕模式计算的，该模式以光球通量密度天气图作为其内边界条件，外推光球磁场，从而推断日冕和日球磁场配置。由于这些天气图是最广泛使用的所有太阳磁数据产品之一，天气图中的不确定性引起的模型预测的不确定性值得研究。然而，直到Bertello等人（Solar Physics，289，2014）获得了空间标准差天气图;每个光球天气图的空间标准差图的98个蒙特卡洛实现，才有了与天气图构建相关的这种估计。在本文中，我们提出了一个估计的不确定性太阳风的速度预测在1 AU的CSSS模式，由于光球天气图的不确定性。我们还提出了一个比较的模型与STEREO/SECCHI EUV天气图预测的冕洞位置。为了量化所涉及的不确定性的程度，我们比较了预测的速度与OMNI太阳风的数据在同一时期（考虑到太阳风过境时间），并获得它们之间的均方根误差。为了说明不确定性估计在太阳风预报中的重要性，我们对CR 2102、CR 2137和CR 2160这三个卡林顿自转在太阳活动周不同阶段进行了分析。不确定性估计是当前和未来努力提高太阳风预测精度所必需的关键信息。
2020-08-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Probabilistic Super-Resolution of Solar Magnetograms: Generating Many Explanations and Measuring Uncertainties
George Mason University（乔治梅森大学）；Trinity College Dublin（都柏林圣三一学院）；Dublin Institute for Advanced Studies（都柏林高等研究院）；University of Oxford（牛津大学）；Center for Mathematics and Computer Science (CWI)（数学与计算机科学中心（CWI））；Stanford University（斯坦福大学）；Element AI；Southwest Research Institute（西南研究院）
机器学习技术已经成功地应用于自然图像上的超分辨率任务，其中视觉上令人愉悦的结果是足够的。然而，在许多科学领域，这是不够的，估计误差和不确定性是至关重要的。为了解决这个问题，我们提出了一个贝叶斯框架，将不确定性分解为认知和任意的不确定性。我们测试我们的方法的有效性，通过超分辨率图像的太阳的磁场，并通过生成地图测量的范围内可能的高分辨率的解释兼容一个给定的低分辨率磁图。
2019-11-04 astro-ph.SR cs.LG eess.IV
The Chromospheric Solar Millimeter-wave Cavity; a Common Property in the Semi-empirical Models
太阳色球层的半经验模型对研究太阳射电毫米红外辐射是有用的。然而，当前的模型无法再现安静太阳的观测结果。在这项工作中，我们提出了在这些波长的四个半经验模型的辐射转移方程的理论研究。我们发现，色球太阳毫米波腔（CSMC），大气变得局部光学薄毫米波长的区域，是目前在研究中的半经验模型。我们的结论是，CSMC是一个一般性质的太阳色球的半经验模型显示的温度最低。
2014-07-21 astro-ph.SR
The effect of 12C + 12C rate uncertainties on the weak s-process component
大质量恒星（M > 9太阳质量）对太阳系丰度的弱s过程分量的贡献主要是由于22 Ne中子源，它在氦核燃烧接近尾声时被激活。氦核燃烧后残留的22 Ne在碳燃烧时被重新点燃，引发进一步的s处理，改变同位素分布。这种变化对恒星结构和碳燃烧反应速率很敏感。最近对12 C +12 C反应的研究表明，位于伽莫夫峰内的共振可能存在，导致天体物理S因子的强烈增加，从而导致反应速率的增加。为了研究增加速率的影响，使用日内瓦恒星演化代码（GENEC）生成了25个太阳质量恒星模型，这些恒星模型具有三种不同的碳燃烧速率，在太阳金属丰度下，使用NuGrid多区域后处理网络代码（MPPNP）计算核合成后处理。最强的速率导致碳燃烧发生在一个大的对流核心，而不是一个辐射。这个大的对流核的存在导致与随后的对流碳壳的重叠，显著改变了碳壳的初始组成。此外，增强的速率导致碳壳燃烧事件在恒星演化的早期点燃，在较低的温度下点燃22 Ne源并降低中子密度。
2010-12-15 astro-ph.SR
The Role of Solar Soft X-rays Irradiance in Thermospheric Structure
我们使用一个新的大气化学和能量学一维（ACE 1D）热层模型来表明，太阳软X射线在100 - 150 km高度之间的低热层中沉积的能量（Bailey et al. 2000），甚至在300 km以上的高度也会影响整个地球热层的温度。通过迭代地关闭模型中不同波长箱的输入太阳通量，我们能够证明外逸层温度的最大变化是由于软X射线太阳箱的变化。我们还表明，使用热力学热方程，通过非热光电子的分子扩散，是热传递到上层电离层/热层的主要来源，并导致中性大气的温度增加。此外，太阳软X射线的这些温度变化和加热效应与HeII 30.4nm强辐射相当。最后，我们表明，在这些软x射线波长的太阳通量辐照度的不确定性，导致相应的不确定性，在模拟外大气层温度和不确定性随着太阳活动的增加而增加。
2022-09-20 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
The Branchings of the Main s-process: Their Sensitivity to alpha-induced Reactions on 13C and 22Ne and to the Uncertainties of the Nuclear Network
本文详细分析了慢中子俘获过程（s过程）的主要成分，它占90 <~ A <~ 208的一半核的太阳丰度。我们研究的影响的不确定性的两个中子源在低质量的渐近巨星分支（AGB）的恒星：13 C（α，n）16 O反应，释放中子辐射在脉冲间隔期间（kT ~ 8 keV），和22 Ne（α，n）25 Mg反应，部分激活对流热脉冲（TP）。我们把我们的注意力集中在分支点，主要影响丰度的s-唯一的同位素。在我们的AGB模型中，13 C在脉冲间完全被辐射消耗。在这种情况下，我们发现，目前的不确定性与13 C（α，n）16 O反应有边际影响的s-只有核。另一方面，该速率的降低可增加脉冲间结束时的残余（或未燃烧）13 C的量：在这种情况下，残余13 C在由随后的TP提供动力的对流区中以较高温度燃烧。22 Ne（α，n）25 Mg反应产生的中子爆发对s路径上的分支有重要影响，即使22 Ne（α，n）25 Mg反应率变化2倍，在太阳和核不确定度范围内，也能再现90 <~ A <= 204的纯s同位素的贡献。提高几种关键放射性核素的β衰变率和中子捕获率将有助于全面了解太阳的主要组成部分。
2015-07-28 astro-ph.SR
The mixing in the solar core and the neutrino fluxes
它表明，它是可能的，在太阳模型中引入一个混合不与目前的日震学数据的矛盾。特别是它表明，所导致的违反声速剖面内的日震数据的不确定性。在太阳中心区域的球壳中，这种混合的效果将是中微子通量从13N大幅增加，而所有其他中微子通量几乎保持不变。对未来实验的影响进行了讨论。
2012-10-18 astro-ph.SR
Estimating uncertainties in the back-mapping of the fast solar wind
该研究针对太阳风反向映射的不确定性问题，通过自定义速度剖面、PFSS外推磁场、蒙特卡洛模拟及高斯混合聚类等方法，精确估计源位置并提供置信区域，发现源表面高度是主要不确定性来源。
2022-12-22 astro-ph.SR physics.space-ph
Investigating the impact of Solar Fusion III reaction rates on helioseismic constraints and solar neutrino fluxes
STAR Institute, Université de Liège（列日大学STAR研究所）
本文研究了太阳融合III反应速率对太阳模型及中微子通量的影响，探讨了当前不确定性对硼中微子和CNO循环通量的潜在影响。
2026-05-19 astro-ph.SR
Beyond MESA Defaults: The Impact of Structural Resolution Uncertainty in p-mode Asteroseismology
本研究探讨了结构分辨率不确定性对p模星震学预测的影响，发现分辨率变化可显著影响理论预测，尤其在Mira振荡器中不确定性可达20%。
2025-11-26 astro-ph.SR
A Multi-Model Ensemble System for the outer Heliosphere (MMESH): Solar Wind Conditions near Jupiter
本文提出MMESH多模型集合框架，融合多个太阳风模型与Ulysses、Juno原位数据，校正传播时间偏差并量化不确定性，用于更准确估计木星附近太阳风条件。
2024-02-29 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
A new Generation of Standard Solar Models
我们计算新一代的标准太阳模型（SSM），其中包括最近更新的一些重要的核反应率和更一致的处理状态方程。模型还包括一个新的和灵活的治疗不透明度的不确定性的基础上不透明度内核，需要在最近的理论和实验工作的辐射不透明度。两个大的SSM集，每个基于不同的典型的太阳丰度与高和低金属丰度（Z），计算，以确定模型的不确定性和不同的观测之间的相关性。我们提出了详细的比较高和低Z模型对不同的合奏太阳观测，包括太阳中微子，表面氦丰度，对流信封的深度和声速剖面。全局比较（包括所有可观测量）得出高Z模型的p值为2.7 $σ$，低Z模型的p值为4.7 $σ$。当从分析中排除$0.65 < r/R_{sun} < 0.70$的狭窄区域中的声速差时，对于高Z模型和低Z模型，结果分别为0.9 $σ$和3.0 $σ$。这些结果表明：高Z模型与太阳能数据吻合得很好，但在对流包络线的底部下方存在一个系统性问题，与分子量和温度梯度的陡峭度有关，而低Z模型导致与太阳能数据更普遍的不一致。我们还表明，虽然简单的参数化的不透明度的不确定性可以大大缓解太阳丰度的问题，他们是不足以大大提高协议的SSM日震数据超出了高Z模型，由于理论预测的内在相关性。所有新的太阳能模型的详细信息，可以在网上找到：http://www.ice.cat/personal/aldos/Solar_Data.html
2017-02-13 astro-ph.SR hep-ex
Methodology to create a new Total Solar Irradiance record: Making a composite out of multiple data records
许多观测记录严重依赖于我们将不同的（不一定是重叠的）观测结果合并成一个复合体的能力。我们提供了一种新的和完全可追溯的方法，它依赖于多尺度极大似然估计。这种方法以一种自然的方式克服了数据差距的问题，并使用数据驱动的不确定性估计。我们将其应用到太阳总辐照度（TSI）的合成，这是目前正在修订，是我们理解太阳辐射强迫的关键。虽然最终的复合材料有待决定对原始观测值进行哪些修正，但我们发现新的复合材料与PMOD复合材料和NRLTSI 2模型最接近。此外，我们评估了TSI的长期不确定性，这揭示了1/f标度
2017-02-08 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.data-an
Hypothesis about semi-weak interaction and experiments with solar neutrinos. II. Deuteron disintegration by neutral currents
目前的工作提供了一个新的证据，太阳中微子问题有一个优雅的解决方案的基础上的假设存在一个新的，半弱，相互作用。本文分析了由电弱相互作用和半弱相互作用产生的太阳中微子中性流对氘核衰变的影响。这个过程的理论和实验结果之间得到了很好的一致性，这与第一部分的工作的其他四个观察到的太阳中微子的过程的结论是一致的。
2020-07-22 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Using the Standard Solar Model to Constrain Composition and S-Factors
虽然标准太阳模型（SSM）的预测取决于大约20个输入参数，SSM中微子通量的预测与一个单一的模型输出参数，核心温度$T_c$密切相关。因此，人们可以从太阳中微子通量测量中提取物理，同时最大限度地减少SSM不确定性的后果，通过研究通量比与适当的幂律权重调整，以消除这种$T_c$的依赖性。我们重新审视了一个想法，约束太阳核心的原始C+N含量的CN-循环$^{15}$ O的比例，PP-链$^8$ B中微子通量，表明非核SSM的不确定性的比例是小的，有效地由一个单一的参数，扩散系数。我们指出，测量两个CN-I循环中微子分支-- $^{15}$ O和$^{13}$ N $β$ -衰变--原则上可以导致单独确定核心C和N丰度，这是由于太阳核心较冷外层的CN循环燃烧不平衡。最后，我们表明，构建“最小不确定度”中微子流量比的策略也可以测试的SSM的其他属性。特别是，我们证明了$^7$ Be和$^8$ B通量的加权比限制了S因子的乘积，其精度与实验室数据相同。
2012-11-28 astro-ph.SR hep-ph nucl-ex
Hypothesis about semi-weak interaction and experiments with solar neutrinos
提出了一个解决太阳中微子问题的新概念，即基于电子中微子与核子之间存在无质量赝标玻色子介导的半弱相互作用的假设。由于一个太阳中微子与太阳核子的大约10次碰撞，地球表面的左手和右手太阳中微子的通量近似相等，并且它们的光谱与产生时刻的光谱相比发生了变化。假设的模型与一个自由参数提供了一个很好的协议与太阳中微子的过程：${}^{37}{\rm Cl} \rightarrow {}^{37}{\rm Ar}$，${}^{71}{\rm Ga} \rightarrow {}^{71}{\rm Ge}$，$ν_{e} e^{-}\rightarrow ν_{e} e^{-}$，和$ν_{e}D \rightarrow e^{-}pp$的计算和实验之间的特性。
2020-07-22 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Probing Solar Heavy Neutrinos with Heliospheric Electrons
该研究利用 Ulysses 和 SOHO 的 MeV 电子能谱，搜寻太阳重中微子衰变产生的电子-正电子超出，给出 MeV 重中性轻子与电子中微子混合的最强直接上限。
2025-05-13 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
The Future of Solar Neutrinos
在这篇文章中，我们回顾了太阳中微子领域的现状，包括味振荡，非标准效应，太阳模型，截面测量，以及广泛的实验计划，从而激发和启用。我们讨论了有助于当前知识的历史发现，并定义了未来十年要解决的关键开放问题。我们讨论了标准太阳模型的最新发展，包括与太阳成分有关的不确定性和问题，并回顾了实验和模型太阳中微子通量，包括未来的前景。我们回顾了质子-质子链和碳-氮-氧循环中与太阳聚变相关的核反应数据的最新进展。最后，我们回顾了当前和未来的实验计划，可以解决这一领域的突出问题。
2021-07-19 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
History of Solar Neutrino Observations
由小雷蒙德·戴维斯领导的第一个太阳中微子实验相对于太阳模型的预测，太阳中微子出现了短缺，自20世纪70年代以来被称为“太阳中微子问题”。由Masatoshi Koshiba领导的Kamiokande实验成功地观察到了太阳中微子，首次报道于1989年。观测到的太阳中微子流量几乎是预测的一半，证实了太阳中微子问题。由于太阳能模型可能存在不确定性，这个问题在一段时间内没有得到解决。2001年，通过比较超级神冈和萨德伯里中微子天文台的结果，发现太阳中微子问题是由于中微子振荡造成的，这是第一次与模型无关的比较。对太阳中微子振荡的详细研究已经完成，当考虑到中微子振荡的影响时，太阳中微子实验的结果与太阳模型的预测是一致的。本文回顾了太阳中微子观测的历史，详细介绍了神冈和超级神冈的贡献。
2022-03-12 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
