From Pseudostreamer Jets to CMEs: Observations of the Breakout Continuum
磁爆发模型,在日冕重联导致不稳定的灯丝通道,解释了许多特征的爆发太阳事件,从小规模的喷流全球规模的日冕物质抛射(CME)。许多观测到的快速日冕物质抛射/喷发耀斑的潜在多极拓扑结构、喷发前活动和磁重联发生序列(先爆发,后耀斑)与模型完全一致。最近,我们已经证明,大多数观察到的冠状孔射流在风扇/脊柱拓扑结构也引起突破重联在零点以上的灯丝通道(有或没有灯丝)。对于这两种类型的喷发发生在类似的拓扑结构,关键问题是,为什么有些事件产生喷流,而另一些形成CME?我们专注于大亮点/小活动区位于冕洞,并清楚地表现出零点(风扇/脊柱)拓扑结构的爆发的启动:这种配置被称为pseudostreamers。我们分析和比较了SDO/AIA,SOHO/LASCO和RHESSI观测的三个事件。我们的事件的分析揭示了两个新的可观察到的签名的爆发重连之前的爆炸性喷流/CME流出和耀斑发作:日冕变暗和开放的磁力线以上的爆发电流片。大多数关键的属性是相似的,选定的喷发结构,从而消除区域大小,光球场强度,磁配置,和喷发前的演变射流和日冕物质抛射之间的区别因素。我们考虑的因素,有助于不同类型的动态行为,并得出结论,主要的决定因素是与灯丝通道相关联的磁自由能的比率相比,与覆盖通量的内部和外部的伪流光圆顶的能量。
2020-11-13 astro-ph.SR
Breakout/Interchange Reconnection as a driver of Jets, Fast Coronal Mass Ejection, and Solar Energetic Particles
American University(美国大学);NASA Goddard Space Flight Center(美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Durham University(杜伦大学);University of Michigan(密歇根大学);The Catholic University of America(天主教大学)
该研究通过多波段观测及原位测量,揭示 breakout 重联是驱动快速 CME、喷流及 SEP 事件的关键,为多尺度拓扑下的粒子加速释放提供了新见解。
2026-10-27 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Eruption Onset and Particle Acceleration in Nested-Null Topologies
本文研究双零点嵌套拓扑中 CME 的 onset 与粒子加速,揭示两次连续 breakout 重联的关键作用及激波对粒子的加速机制。
2025-09-14 astro-ph.SR
Centrifugal breakout reconnection as the electron acceleration mechanism powering the radio magnetospheres of early-type stars
磁性B星经常表现出圆偏振的无线电辐射,被认为是由被困在星周磁层中的高能电子的回旋同步辐射引起的。最近的经验分析表明,观测到的射电辐射的起始和强度与磁场强度和恒星自转速率成比例。这挑战了现有的范式,即高能电子在磁化恒星风外部区域的相反极性场线之间的电流片中加速,其中不包括恒星旋转的作用。最近成功地解释了一个类似的旋转场的H $α$线发射的模型,其中磁层密度调节离心突破(CBO)方面的依赖关系的基础上,我们在这里研究相关的CBO驱动的磁重联在加速电子发射所观察到的回旋同步辐射的潜在作用。我们特别表明,CBO重联的能量生产的理论比例匹配以及观测到的射电光度的经验趋势,具有适当的小,几乎恒定的转换效率$ε\approx 10^{-8}$。我们总结了我们的CBO标度与以前的协会与电动势的显着优势,并讨论了CBO过程的X射线和其他观察到的旋转磁性B星离心磁层的特性的潜在影响。
2022-02-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Multiwavelength observations of a breakout jet at an active region periphery
研究利用IRIS和SDO/AIA多波长观测分析太阳西边缘活动区边缘的小型日冕喷流,揭示磁通量绳爆发性交换重联过程及4分钟准周期抛射,支持磁突破模型。
2024-05-08 astro-ph.SR
Successive filament eruptions within one solar breakout event
磁爆发模型已被广泛用于解释太阳爆发活动。在这里,我们应用它来解释连续发生在一个四极磁源区的暗条爆发。基于太阳动力学观测站(SDO)上的大气成像组件(AIA)的高时空分辨率多波长观测,我们发现了一些支持爆发式外部重联发生的特征,这些特征发生在连续的暗条爆发开始之前。此外,外推的三维日冕场还揭示了四极源区上方的磁拓扑结构类似于爆发模型。在突破模型的框架内,我们提出了一种解释连续暗条爆发的可能机制,其中首次引入了磁内爆机制作为连续暗条爆发的物理联系。我们的结论是日冕领域的结构特性是重要的连续生产的灯丝爆发。
2014-01-08 astro-ph.SR
Observations of a Failed Solar Filament Eruption Involving External Reconnection
本文通过观测和数值模拟揭示四极磁位形中太阳暗条爆发虽经 breakout 重联和耀斑重联加速,但最终因爆发磁绳与上覆磁场的外部重联而被约束在日冕中,导致爆发失败。
2023-11-29 astro-ph.SR
Sympathetic Partial and Full Filament Eruptions Observed in One Solar Breakout Event
我们报告了两个共振的太阳爆发,包括部分和完整的磁通绳喷发在四极磁区,其中一个大的和一个小的灯丝居住在中东和东中性线以上。大灯丝首先以8 km/s的速度缓慢上升23分钟,然后加速到102 km/s。最后,这条暗条成功爆发,并引起了日冕物质抛射。在缓慢上升阶段,各种证据的突破样的外部重联已被确定在高温和低温线。小灯丝的爆发是在大灯丝缓慢上升的末端开始的。这条暗条部分喷发,没有发现相关的日冕物质抛射。基于位场外推,我们发现源区上方三维日冕场的拓扑结构是由三个低瓣和一个大的上覆通量系统以及一个位于中间瓣和上覆反平行通量系统之间的零点组成。我们提出了一个可能的机制内的磁突破模型的框架来解释交感神经丝爆发,其中磁内爆机制被认为是一个可能的联动交感神经爆发,和外部重联在零点转移场线从中叶到侧叶,从而导致观察到的大(小)丝的全部(部分)喷发。其他可能的机制也进行了简要讨论。我们的结论是日冕领域的结构特性是重要的产生交感喷发。
2012-09-12 astro-ph.SR
Direct Imaging of a Prolonged Plasma/Current Sheet and Quasiperiodic Magnetic Reconnection on the Sun
本研究利用GST和SDO/AIA的高分辨率观测,首次对太阳上持续约20小时的等离子体/电流片及准周期磁重联直接成像,证实了太阳爆发的breakout模型,为日冕能量释放研究提供新依据。
2024-07-15 astro-ph.SR
A Model for Flux Rope Formation and Disconnection in Pseudostreamer Coronal Mass Ejections
本研究通过磁流体动力学模拟,揭示了伪冕流日冕物质抛射的通量绳形成与断开机制,阐明其磁演化与日冕射流一致、形态有别于盔状冕流CME,支持其为独立爆发类别的结论。
2024-09-12 astro-ph.SR
Non-equilibrium Flux Rope Formation by Confined Flares Preceding a Solar Coronal Mass Ejection
我们提出的证据表明,磁通量绳形成之前,日冕物质抛射(CME)和相关的长时间耀斑在一对前封闭的爆发和相关的脉冲耀斑在一个复合事件在NOAA活动区12371。极端紫外图像和外推的非线性无力场表明,前两个脉冲耀斑SOL 2015 -06- 21 T01:42是由高度剪切的低位通量(可能是种子通量绳)的局限喷发造成的。喷发产生了一个垂直的电流片,其中磁重联产生耀斑带和环,一个非热微波源,和一个S形热通道,只能解释为一个磁通量绳。直到随后的长时间耀斑,SOL 2015 -06- 21 T02:36,S形的肘部扩张,而其中心保持静止,表明非平衡但尚未不稳定。在局限喷发过程中的“耀斑重联”类似于“绳索切割重联”,其绳索的通量馈送导致不稳定。随后的全面爆发被视为整个热通道的加速上升,无缝地演变成快速的晕CME。无论是封闭的和喷出的爆发是一致的,从该地区的两个尺度的磁结构的结果的下降衰减指数配置文件中的环面不稳定的发病。我们认为,形成或增强的非平衡,但稳定的磁通绳的局限喷发是一个通用的过程发生在许多CME之前。
2021-01-07 astro-ph.SR
Onset of a Large Ejective Solar Eruption from a Typical Coronal-Jet-Base Field Configuration
利用SDO/AIA,SDO/HMI,GOES和RHESSI的多波长观测和磁场数据,我们研究了2014年12月18日活动区NOAA 12241的大规模喷射太阳爆发。这次事件产生了一个独特的三带耀斑,其中有两个平行的带与标准的双带耀斑的带相对应,以及一个与其他两个带偏移的更大规模的第三个准圆形带。这次喷发事件有两个组成部分。首先,在强场极性反转线上方形成磁通绳,并随着平行带的开启、增长和从极性反转线扩散而爆发和增长;这种演变与爆发的系绳切割重联机制一致。第二,在其核心具有喷发磁通绳的拱廊的喷发在包围喷发拱廊的扇形穹丘的零点处进行磁重联,导致准圆形带状物的形成,这与喷发的突破重联机制一致。我们发现,平行带开始之前(12分钟)圆形带状发病,表明系绳切割重联(或非理想的MHD不稳定性)发起了这一事件,而不是突破重联。这种大规模(圆带状直径100000公里)喷发的整体设置类似于日冕喷流(基础大小10000公里),其中许多,根据最近的研究结果,小规模的minifilament喷发的结果。因此,这些发现证实了位于扇脊零点磁拓扑结构中的剪切核磁弧的爆发发生在太阳上的大范围尺度上。
2017-06-28 astro-ph.SR
White-light QFP Wave Train and the Associated Failed Breakout Eruption
准周期快传播磁声波列是极紫外波段低日冕中常见的现象。在这里,我们报告的第一个白光成像观测的QFP波列向外传播的外日冕范围从2至4太阳半径。该波列由太阳和日光层观测台上的大角度分光日冕仪记录,它与NOAA活动区AR 12172太阳盘西南边缘的GOES M1.5耀斑有关。测量表明,该波列的速度约为218 km/s,周期约为26 min。太阳动力学观测站上的大气成像装置进行的极紫外成像观测表明,在低日冕中,QFP波列与一个爆发磁系统的失败喷发有关,该磁系统由三个低洼的闭合环系统组成,被一个低洼的大规模系统包围。数据分析结果表明,该磁系统未能喷发的主要原因是两侧低位闭合系统之间发生了磁重联。这种重连增强了磁击穿系统的约束能力,因为向上移动的重连回路连续地将新的磁通量馈送到高位置的大规模回路系统。对于QFP波列的产生,我们认为它可以由向上运动的、强烈弯曲的重连环的准周期产生、快速拉伸和膨胀所释放的间歇性能量脉冲激发。
2022-07-17 astro-ph.SR physics.space-ph
The Role of Magnetic Reconnection in the Structure & Dynamics of Fast Coronal Mass Ejections
本研究通过分析2.5D磁流体力学模拟快照,探讨磁重联在快速日冕物质抛射(CME)结构与动力学中的作用,揭示重联通过增强向外洛伦兹力(主要由侧翼电流驱动)及改变CME内部结构影响其演化,为理解CME动力学提供新视角。
2025-08-24 astro-ph.SR
Reconnection Properties of Large-Scale Current Sheets During Coronal Mass Ejection Eruptions
我们提出了一个详细的分析磁重联在大规模的电流片在高节奏版本的Lynch & Edmondson(2013)的2.5D MHD模拟交感磁突破爆发从一个伪流光源区的属性。我们研究的电阻撕裂和分裂的三个主要的电流片成链的X-和O-型零点,并遵循磁岛生长的动力学,他们的合并,过境,和喷射与重联排气。对于每个电流片,我们量化的长度与宽度的纵横比(高达$\sim$ 100:1),伦德奎斯特数($\sim$ 10 $^3$),和重连率(流入流出比达到$\sim$ 0.40)的演变。我们研究了等离子体团不稳定性引起的电流片波动的统计和光谱特性,包括磁岛面积、质量和通量含量的分布。我们表明,时间的谱指数的重联产生的磁能密度波动的演变似乎反映了全球性的电流片演化。我们的研究结果是在最近的,高分辨率的reconnection-in-a-box模拟非常一致,即使我们目前的床单的形成,增长和动力学本质上耦合到连续的交感CME爆发的全球演变。
2016-04-23 astro-ph.SR
Effects of the Background Magnetic Field on Flux Rope Eruptions
University of Michigan(密歇根大学);Boston University(波士顿大学)
通过MHD模拟研究背景磁场对已有磁绳爆发的影响,发现反平行背景场降低爆发能量阈值但非充分条件,且导致快速但短暂的耀斑重联。
2026-06-19 astro-ph.SR
Onset of the magnetic explosion in solar polar coronal X-ray jets
我们跟进Sterling等人(2015)的发现,即几乎所有极冠X射线射流都是由核心携带微型灯丝的封闭磁场爆炸性爆发造成的。在Sterling等人(2015)使用的相同X射线和EUV电影中,我们研究了他们研究的20个射流中的15个中驱动磁爆炸的开始和增长。我们发现证据表明:(1)在大多数极区X射线喷流中,在微丝上升和产生螺旋的外部/突破重联已经开始之后,在喷发的微丝通量绳下的失控内部/系链切割重联开始,以及(2)在大多数极区中,(a)在喷发开始之前,在爆炸闭合场和周围开放场之间存在电流片,以及(b)喷发开始于该电流片处的爆发重连。喷发中事件序列的多样性支持了这样一种观点,即产生极地X射线喷流的磁爆炸与产生耀斑和日冕物质抛射(CME)的更大的磁爆炸的工作方式相同。这个想法,以及最近的观测表明,磁通量抵消是在喷流前的细丝状体内部和周围建立场并触发该场喷流驱动爆炸的基本过程,共同表明,在耀斑/CME爆发中爆炸的磁拱内部的磁通量抵消通常是在拱核心建立爆炸场并触发该场爆炸的基本过程。
2018-05-30 astro-ph.SR
Extended radio emission associated with a breakout eruption from the back side of the Sun
上下文太阳上的日冕物质抛射(CME)是太阳系中最大的爆炸,可以驱动强大的等离子体冲击。与日冕物质抛射相关的喷发、冲击和其他过程是有效的粒子加速器,特别是被加速的电子可以通过等离子体发射机制产生射电暴。目标。在CME起源于靠近太阳边缘或正面盘内的情况下,人们已经充分研究了日冕物质抛射和相关的射电爆发。在这里,我们研究了2012年7月22日太阳背面CME爆发相关的无线电发射。方法.使用来自Nançay射电日像仪的无线电成像,来自Nançay十米阵的光谱数据,以及来自太阳动力学观测站和日地关系观测站航天器的极紫外线观测,我们确定了观测到的无线电发射的性质以及CME的位置和传播。结果我们发现,所观察到的低强度无线电发射对应于II型射电爆发或短持续时间IV型射电爆发与CME爆发由于爆发重连在太阳的背面,建议由爆发前的磁场配置。射电辐射由一个大的、扩展的结构组成,最初位于日冕物质抛射的前方,对应于不同的电子加速位置。结论.这里提出的观测结果与CME爆发的突破模型是一致的。扩展的无线电发射与CME通量的电流片和准分界线边界以及上覆的头盔流光的位置相一致,并且也与预期在这种配置中在CME之前形成的大冲击的位置相一致。
2019-12-12 astro-ph.SR
Double Coronal X-ray and Microwave Sources Associated With A Magnetic Breakout Solar Eruption
双日冕硬X射线(HXR)源被认为是太阳区域大规模电流片中通过磁重联进行双向能量释放的关键观测证据。在这里,我们提出了一个研究HXR和微波制度中观察到的双日冕源,揭示了新的特点,不同于以前的报告。这一事件与一个足点遮蔽的X1.3级耀斑(2014年4月25日,开始于世界时00:17)和一个日冕物质抛射有关,它们可能是由磁爆发过程触发的,下部源从部分遮蔽的耀斑环的顶部向上延伸,上部源与快速挤压的旁瓣(两侧速度约为250 km/s)重合。在能量高达70-100 keV时,可以确定上源。X射线上源的特征是通量曲线不同于下源,在20 keV以上的投影质心高度的弱能量依赖性,较短的持续时间和HXR光子谱略硬于下源。此外,在34 GHz的微波辐射也表现出类似的双源结构,并且在两个源处的微波谱与由非热高能电子给出的回旋同步辐射一致。这些观测,特别是旁瓣的快速挤入运动与上源的重合,表明上源与这种快速运动有关(可能是由其引起的)。这为在HXR和微波中观察到的日冕双源结构的起源提供了新的线索。
2017-05-17 astro-ph.SR
Simultaneous observations of a breakout current sheet and a flare current sheet in a coronal jet event
本文利用多源高分辨率观测数据,研究了由微暗条爆发驱动的日冕喷流事件,首次同时观测到爆发电流片与耀斑电流片的形成,验证了磁爆发触发机制及磁通量抵消的驱动作用。
2024-01-04 astro-ph.SR
Simulations of Emerging Magnetic Flux. II: The formation of Unstable Coronal Flux Ropes and the Initiation of CMEs
我们提出的结果从三维磁流体动力学(MHD)模拟的出现一个扭曲的对流区通量管到一个预先存在的日冕偶极子场。在先前的模拟中,在地表下的通量部分出现进入日冕之后,涡旋运动和内部磁重联的组合形成了日冕通量绳。然后,在这里提出的模拟,外部重联之间的新兴领域和预先存在的偶极日冕场允许进一步扩大的日冕通量绳进入日冕。在充分膨胀后,内部重联发生在日冕磁绳轴的下方,并且磁绳喷发到模拟域的顶部边界(表面上方$\sim$ 36 Mm)。我们发现,存在一个预先存在的领域,定向在一个方向,以促进与新兴领域的重联,是至关重要的快速上升的日冕通量绳。本文所示的模拟能够自洽地创建许多表面和日冕签名所使用的日冕物质抛射(CME)模型。这些签名包括:表面剪切和旋转运动;表面上方的四极几何形状;中心剪切弧与相反方向的叠加偶极子场重新连接;潜在日冕场下日冕通量绳的形成;以及类似于经典耀斑重联情景的内部重联。这表明,提出的启动CME的机制,如“磁爆发”,在新的活动区出现期间正在运作。
2014-03-26 astro-ph.SR
The physical mechanisms that initiate and drive solar eruptions
太阳爆发是由于无力的日冕磁场突然不稳定。但是,使日冕进入喷发阶段,然后触发和驱动喷发,最后使其爆炸的详细机制尚未完全了解。40年来,各种各样的存储和发布模型已经被开发出来,并且相互对立。例如,光球通量出现与通量抵消,局部日冕重联与大尺度理想不稳定性和平衡损失,系绳切割与突破重联,等等,所有这些方法之间的竞争导致了通过耦合最先进的模型和观测来开发和测试所有这些概念的巨大动力。由于这些发展,现在可以将所有这些模型相互比较,并根据它们的共同和不同行为重新审视它们的解释。这种方法使我认为,实际上只有两种不同的物理机制可以启动和驱动日珥爆发:磁爆发和环面不稳定性。在这种观点下,所有其他过程(包括通量出现、通量抵消、耀斑重联和长程耦合)都应被视为导致或加强上述驱动机制之一的各种方式。
2013-09-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Tether-cutting Reconnection between Two Solar Filaments Triggering Outflows and a Coronal Mass Ejection
太阳爆发的触发机制一直是一个挑战。一些先前的案例研究表明,先前通过磁重联温和的细丝合并可能会在强烈的喷发后启动,根据系绳切割(TC)模型。然而,详细的过程TC重联之间的细丝尚未显示。在这项工作中,我们报告的高分辨率观测界面区成像光谱仪(IRIS)的TC重联在两个剪切丝在NOAA活动区12146。TC重连开始于2014年8月29日15:35 UT,并在8分钟后引发了爆发性的GOES C4.3级耀斑。大约40分钟后,SOHO/LASCO C2的视野中出现了一个相关的日冕物质抛射。由于IRIS数据的高空间分辨率,清晰地观察到TC重联产生的明亮等离子体流出,这些流出沿着爆发灯丝中的亚弧秒精细尺度通量管结构移动。基于成像和光谱观测,测得TC重连流出流的平均天平面速度和视线速度分别为79和86 km/s,由此推算出TC重连流出流的平均实际速度为120 km/s。此外,还发现TC重联区的峰值强度、多普勒频移和谱线宽度等光谱特征较耀斑前附近区域明显增强。
2016-02-01 astro-ph.SR
Observations and 3D MHD Modeling of a Confined Helical Jet Launched by a Filament Eruption
我们提出了一个与C1.5级太阳耀斑相关的限制暗条喷发和喷流的详细分析。来自GONG和SDO的多波长观测揭示了在出现后的几天内形成的细丝,然后在衰减的双极活动区域内部分取消少数极性点。这一现象的出现也与围绕少数极性的3D零点分界线的形成有关。暗条喷发与暗条附近和下方的增亮同时发生,分别暗示着爆发和耀斑重连。爆发的丝状物质部分地沿着日冕环转移到一个强烈的外流喷流(约60公里/秒),并被引导回地表。利用SST/CRISP的高分辨率H $α$观测,我们构建了外流的速度图,展示了它们的高度结构化,但广泛的螺旋性质。我们对比的意见与3D MHD模拟的爆发射流在一个封闭的领域的背景,并找到密切的定性协议。我们的结论是,建议的模型提供了一个直观的机制,转移扭曲/螺旋在受限的灯丝爆发,从而验证了适用性的突破模型不仅射流和日冕物质抛射,但也局限爆发和耀斑。
2019-12-04 astro-ph.SR
Numerical Simulation of the May 12, 1997 CME Event - the Role of Magnetic Reconnection
利用日冕磁流体动力学(MHD)模型,对1997年5月12日发生的日冕物质抛射(CME)及其与日冕磁场的相互作用进行了数值研究。环境太阳风稳态解是由光球磁场数据驱动的,而太阳爆发是通过在稳态解上叠加一个不稳定的通量绳得到的。在日冕物质抛射的初始阶段,核心磁绳与邻近的磁场重新连接,这有利于日冕物质抛射在低日冕中的横向扩展。磁通绳场也以击穿模型的方式与相反取向的上覆磁场重新连接。在这一阶段的喷发,模拟的日冕物质抛射逆时针旋转,以实现一个方向,这是在协议的行星际通量绳在1天文单位观察。日冕物质抛射的一个重要组成部分是扩展到行星际空间的,它包括一个旁瓣,主要是由于与覆盖场重连而产生的。在3小时内,重连有效地修改了CME的连接性,从最初的两个足点都扎根在活动区的情况下,一个足点被转移到安静的太阳,在一个显着的距离($\approx 1R_\odot$)从原来的源区。当日冕物质抛射到达盔状流带的外缘时,由于与上覆的磁场相互作用而引起的膨胀和旋转停止,在盔状流带处,磁场在全球范围内组织起来。因此,模拟提供了一个新的观点的作用重联旋转的CME通量绳和运输的足迹,同时保持其核心结构。
2010-06-22 astro-ph.SR
A Model for Coronal Hole Bright Points and Jets due to Moving Magnetic Elements
日冕喷流和亮点大量出现在单极磁占主导地位的区域,如日冕洞,它们出现在少数极性侵入体上方。间歇性的低水平重联和爆炸性的高能量释放重联被认为分别产生亮点和喷流。侵入体上方的磁场具有一个具有日冕零点的脊扇拓扑结构。表面对流引起的磁通量运动为磁场增加了自由能,形成电流片并诱导重联。我们进行了三维磁流体动力学模拟移动的磁性元素作为模型的日冕喷流和亮点。一个单一的少数极性浓度进行了三个不同的实验:一个大规模的表面流,剪切的分界线表面的一部分,一个大规模的表面流,也剪切的极性反转线周围的少数通量的一部分,和后者的流量设置加上一个“飞越”的多数极性浓度过去移动的少数极性元素。我们发现,不同的亮点形态,从简单的循环,以S形,创建。当只有分界线附近的字段被剪切,稳定的互换重联调制准周期性,低强度的重联突发发生,暗示一个亮点与周期性变化的强度。另一方面,当PIL附近的场被强烈剪切时,细丝通道通过突破机制反复形成和爆发,爆炸性地增加了交换重连并产生非螺旋射流。飞越产生了更有活力和爆炸性的喷射流。我们的结果解释了冕洞亮点和喷流的几个关键方面,以及它们之间的关系。
2018-08-10 astro-ph.SR
Onset of turbulent fast magnetic reconnection observed in the solar atmosphere
从伽马射线暴到太阳耀斑,快速的磁重联为整个宇宙的爆炸事件提供了动力。尽管它的重要性,天体物理快速重联的开始是激烈辩论的主题,仍然是等离子体物理的一个悬而未决的问题。在这里,我们报告的两个重连驱动的太阳微耀斑的高节奏观测得到的\textit{Interface Region Imaging Spectrograph},显示持续的湍流前耀斑。这些流动的速度与最初的局部声速相当,这表明在高度湍流的等离子体环境中发生了快速重连。我们的结果是在密切的定量协议与理论的磁驱动的重联,以及与数值模拟,其中快速磁重联诱导湍流。
2020-02-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Multiwavelength Signatures of Episodic Null Point Reconnection in a Quadrupolar Magnetic Configuration and the Cause of Failed Flux Rope Eruption
在本文中,我们提出了多波长的观测触发失败爆发的M级耀斑从活动区NOAA 11302,并调查相关的失败爆发的可能原因。光球观测和非线性无力场外推的日冕磁场显示,耀斑区域有一个复杂的四极结构,在核心磁场上方有一个预先存在的日冕零点。在M级耀斑爆发之前,我们在GOES和RHESSI软X射线观测中观察到多个周期的小尺度通量增强,从零点的位置开始。这里报告的耀斑前的配置和演化与爆发模型中的相似,但在更低的日冕高度。火炬区的核心的特点是存在两个通量绳在一个双层配置。在耀斑的脉冲阶段,两条通量绳中的一条最初开始喷发,但导致喷发失败。磁衰变指数的计算显示了一个鞍状的轮廓,其中衰变指数最初增加到磁绳高度内的环面不稳定极限,但随后迅速下降,达到负值,这很可能是最初的环面不稳定磁绳的失败喷发的原因。
2021-12-29 astro-ph.SR
Study the build-up, initiation and acceleration of 2008 April 26 coronal mass ejection observed by STEREO
在本文中,我们分析了完整的演变,从几天前的爆发开始,并最终加速和传播,的CME发生在2008年4月26日使用前所未有的高节奏和多波长观测的立体声。CME爆发前几天存在频繁的暗条活动和极紫外喷流。这些活动可能是由光球辐合运动驱动的低层大气磁重联引起的,这在SOHO上的MDI(Michelson Doppler Imager)磁象序列中很明显。低层缓慢的磁重联可能是日冕中储存磁自由能和形成S形核心场或导致最终爆发的磁绳的原因。极紫外线增亮的发生在S形核心领域之前的磁通绳的上升意味着喷发是由内部的系绳切割重联,而不是外部的突破重联。在脉冲加速期间,内日冕CME加速的时间剖面与由足点分离和RHESSI 15-25 keV HXR通量曲线推断的重联电场的时间剖面一致。这一日冕物质抛射的完整演化过程可以分为四个不同的阶段:积聚阶段、初始阶段、主要加速阶段和传播阶段。讨论了这些阶段之间的物理性质和过渡,试图提供一个全球性的图片CME动态演化。
2010-02-26 astro-ph.SR
A Magnetogram-matching Method for Energizing Magnetic Flux Ropes Toward Eruption
我们提出了一种新的“螺旋泵”的方法,为激励日冕平衡,包含一个磁通量绳(MFR)朝向爆发。我们实现了这一点在一个序列的磁流体力学弛豫的小线绑脉冲的磁螺旋度,其中每一个模拟的载流部分的字段的一个适当的重新缩放。整个过程是“磁迹匹配”,因为它不涉及光球边界处磁场的法向分量的变化。该方法是通过将其应用到一个观察到的无力配置,其MFR与我们的正则化毕奥-萨伐尔定律方法建模说明。我们发现,尽管外部场的双极特性,MFR爆发是持续的两个重联过程。第一种,我们称之为突破重联,类似于四极构型中的突破重联。它发生在一个准分离器内的电流层,周围爆发的MFR和所造成的光球线捆绑效应。第二个过程是经典的耀斑重联,它发生在爆发的MFR下方形成的垂直电流层内的第二个准分离器处。这两个重联过程的工作与不稳定的MFR的磁力,以推动它通过上覆的环境场,它们的相互作用也可能是相关的热过程中发生的等离子体的太阳耀斑。所考虑的例子表明,我们的方法将是有益的,为所观察到的喷发事件的建模和理论研究中的理想化的磁配置的喷发。
2022-08-18 astro-ph.SR
Multi-stage reconnection powering a solar coronal jet
日冕喷流是极冕洞中常见的短暂喷发特征,被认为在向日冕转移质量和能量方面发挥关键作用。我们描述了独特的同期观测的日冕喷流所看到的极紫外线成像仪板载太阳轨道器航天器(SO/EUI)和大气成像组件板载太阳动力学天文台(SDO/AIA)。日冕喷流从南极冕洞爆发,两台仪器都以高空间和时间分辨率观测到。这使得能够识别产生所观察到的射流的突破重连过程的不同阶段。我们发现,在其观察到的传播寿命的~100-200公里/秒的散装等离子体流运动学,在射流中有一个明显的扭结,它的影响,随后由附近的极地羽流引导。我们还确定了一个微弱的更快的功能提前散装等离子体运动传播的速度为~715公里/秒,我们归因于新重新连接的场线在喷发过程中解扭。使用SDO/AIA观测的差分发射测量(DEM)分析揭示了一个非常弱的喷流信号,表明喷发的物质可能比用于导出DEM的日冕通带要冷得多。这与SO/EUI观测到的莱曼- $α$通带中喷流非常明亮的外观一致。DEM被用来估计日冕喷流源区的辐射热能,发现一个$\sim2\times10^{24}$尔格的值,相当于纳米耀斑的能量。
2023-01-05 astro-ph.SR
On the Observation and Simulation of Solar Coronal Twin Jets
我们提出了第一个观察,分析和建模的太阳日冕双喷流,发生在前一个喷流。对前一股射流动力学的详细分析揭示了其井喷射流的性质,这与Liu等人2014年研究的相似。然而,双射流的喷发过程和动力学似乎与前一个不同。由于缺乏关于双喷流区域磁场的详细信息,我们转而使用Fang等人2014年所述的三维(3D)MHD模型进行数值模拟,发现在模拟中,由于周围开放场和高度扭曲的S形磁通量之间的重联,形成了一对孪生射流,S形磁通量是磁场进一步演化的结果在前一个喷流之后。基于合成的和观察到的排放之间的相似性,我们提出这种机制作为一个可能的解释所观察到的双射流。结合我们的观察和模拟,我们建议,与连续的能量传输从次表层对流区到日冕,太阳日冕双喷流可以产生在上面提到的相同的方式。
2016-08-28 astro-ph.SR
Hot Spine Loops and the Nature of a Late-Phase Solar Flare
扇脊磁拓扑结构被认为是太阳爆炸事件中许多奇怪特征的原因。一个脊柱磁力线连接不同的通量域,但这种功能的直接观察一直很少见。在这里,我们报告了一个独特的事件观察到的太阳动力学天文台在一组热日冕环(超过10 MK)连接到一个准圆形色球带的一端和远程增亮在其他。磁场外推表明,这些线圈部分是演变的脊柱场线的示踪物。连续的滑移和零点型重联可能在起作用,为环等离子体提供能量,并在扇形准分界线层内和穿过扇形准分界线层传输磁通量。我们认为,最初的重联是“突破”的类型,然后过渡到一个更激烈的耀斑重联与喷发的风扇圆顶。预期会发生显著的磁场变化,并且确实会发生变化。这一事件还具有极紫外(EUV)后期,即在温暖的EUV线(约2-7 MK)中延迟的二次发射峰。我们发现,这个峰值来自冷却的大型后重联环旁边和上方的紧凑的风扇,在这样的拓扑设置喷发的直接产品。大型拱廊的冷却时间较长,导致了长时间的延迟;还可能需要额外的加热。我们的结果表明跨尺度磁耦合的临界性质-子系统中的拓扑变化可能导致更大规模的爆炸。
2013-10-05 astro-ph.SR
Spectroscopic observations of a flare-related coronal jet
日冕喷流普遍存在于活动区和冕洞中。在本文中,我们研究了2015年10月16日活动区12434中C3.4圆带耀斑相关的日冕喷流。耀斑前,两条微丝位于三维扇棘结构之下。耀斑是由一条暗条的爆发产生的。喷流的动力学演化分为两个阶段:在天空平面上,速度为131 km s $\sim$的缓慢上升阶段和速度为363 km s $\sim$的快速上升阶段。缓慢上升阶段可以对应于突破电流片处的脉冲重连。快速上升阶段可能对应于耀斑电流片处的磁重联。两个阶段之间的转换发生在$\sim$ 09:00:40 UT。在Si { \sc iv} 1402.80射电谱线上,喷流的蓝移多普勒速度范围为-34 ~-120 km/s $^{-1}$。加速的高能电子由三组组成。那些向上传播沿开放领域产生\textrm{III}型射电爆发,而那些向下传播产生HXR排放和驱动色球凝聚在Si { \sc iv}线观察。被捕获在上升灯丝中的电子产生持续$\le$ 40 s的微波爆发。喷流底部的双向流出由Si { \sc iv}线的显著线增宽表现出来。流出的蓝移多普勒速度范围从-13到-101公里秒$^{-1}$。流出的红移多普勒速度范围从$\sim$ 17到$\sim$ 170 km s $^{-1}$。我们对耀斑相关喷流的多波长观测支持爆发喷流模型,对理解非热电子的加速和输运具有重要意义。
2021-01-17 astro-ph.SR
New X-ray observations of IQ Aurigae and alpha2 Canum Venaticorum - Probing the magnetically channelled wind shock model in A0p stars
我们对A0 p型恒星α ^2 CVn(log Lx < 26.0 erg/s)和IQ Aur(log Lx = 29.6 erg/s)进行了新的X射线观测,发现它们的X射线光度相差至少三个数量级。IQ Aur拥有强大的冷等离子体成分,X射线发射区位于恒星表面上方,但也有大量的热等离子体。此外,从IQ Aur探测到一个大的X射线耀斑,这意味着存在磁重联。我们对相似恒星的比较研究表明,磁通道风激波(MCWS)产生的X射线辐射的发生强烈地依赖于恒星的性质。X射线发射优选地由诸如IQ Aur的更明亮和更大质量的物体产生。MCWS方案可以一致地描述这些A0 p恒星的X射线发射,假设非常强的磁约束的恒星风已导致建立了一个刚性旋转盘周围的恒星,在那里发生磁重联和离心爆发事件。
2011-05-18 astro-ph.SR
Probing the Role of Magnetic-Field Variations in NOAA AR 8038 in Producing Solar Flare and CME on 12 May 1997
我们对1997年5月12日发生的一次CME和一次中等大小的1B/C1.3耀斑进行了多波长研究。本文介绍了1997年5月7- 16日在太阳上观测到的NOAA活动区8038的磁场变化。对Hα滤波图和MDI/SOHO磁图的分析揭示了该活动区连续但离散的浪涌活动,以及通量的出现和消除。这些磁象的电影揭示了两个重要的结果,即1997年5月10- 13日期间,先存区和新兴通量区(EFR)的主要相反极性相互接近,以及移动磁特征(MMF)以大约10小时的准周期从主要北极喷出。这些活动很可能是由光球辐合运动驱动的低层大气磁重联引起的,磁图上的这种现象很明显。磁场的变化,如通量,梯度和太阳黑子的旋转揭示了自由能正在缓慢地储存在日冕中。缓慢的低层磁重联可能是造成这种储存和形成S形核心领域或磁通绳导致最终爆发。极紫外线增亮的发生在S形核心领域之前的磁通绳的上升表明,喷发是由内部系绳切割重连,而不是外部突破重连触发。Hα带在前150秒的快速分离显示出脉冲式加速,这表明日冕物质抛射在内日冕中加速,这与重联电场的时间分布相一致。最后,我们提出了一个定性的模型,鉴于框架的太阳爆发,质量喷射,灯丝喷发,CME,和随后的耀斑。
2011-06-14 astro-ph.SR
Sigmoid Formation, Filament Destabilization, and Initiation of Weak Flare by Tether-Cutting Reconnection
School of Advanced Sciences and Languages, VIT Bhopal University(维特博帕尔大学高级语言与科学学院);Indian Institute of Technology (BHU)(印度理工学院(贝拿勒斯 Hindu 大学))
研究通过多波长观测揭示日闪与丝状物喷发的系绳切断机制,显示重联过程导致sigmoid形成及丝状物缓慢上升并最终喷发。
2026-01-25 astro-ph.SR
Onset of Magnetic Explosion in Solar Coronal Jets in Quiet Regions on the Central Disk
我们研究了10个日冕喷流爆发在安静的地区的中央磁盘,从而避免了近肢体刺林模糊的微灯丝爆发的缓慢上升的发病。从SDO/AIA 171 A每次喷发的12秒节奏电影中,我们(1)找到并比较了微暗丝缓慢上升的开始时间,喷流底部亮点,喷流底部内部增亮和喷流尖顶,(2)测量了微暗丝在缓慢上升开始和结束时的速度。根据(a)这些数据,(b)先前的观测表明,每次喷发都是由微暗条下的磁通量抵消触发的,以及(c)在一次喷发中观察到的突破-重联电流片,我们证实了宁静区产生喷流的微暗条喷发是产生日冕物质抛射的暗条喷发的微型版本,并且在大多数宁静区喷流中:(1)在失控重联开始之前爆发就开始了,(2)失控重联直到慢升速度至少为1 km/s时才开始,(3)在爆发开始时和爆发开始之前,没有明显程度的电流片。因此,我们期望:(i)许多形成日冕物质抛射的暗条爆发是由暗条下的通量抵消触发的,(ii)出现的两极很少(如果有的话)直接驱动喷流的产生,因为出现的速度很少(如果有的话)足够快,(iii)在低β等离子体中磁场的任何天体物理环境中的分界线或准分界线上,只有通过磁场的磁流体动力学扰动,而不是通过磁场的准静态逐渐会聚,才能动态地建立可感知范围的电流片。
2020-07-03 astro-ph.SR
Repeated Sunspot Light Bridge Jets Associated with Slipping Base Brightenings
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院云南天文台);Yunnan Key Laboratory of Solar Physics and Space Science(云南省太阳物理与空间科学重点实验室);School of Earth and Space Sciences, Peking University(北京大学地球与空间科学学院);Centre for Mathematical Plasma Astrophysics, Department of Mathematics, KU Leuven(荷语鲁汶大学数学系数学等离子体天体物理中心)
研究通过高分辨率观测揭示了光桥喷射的滑动基部运动及其与日冕喷射的相似机制,证明了磁重联在太阳光桥区域的作用。
2026-04-24 astro-ph.SR
Gradual Magnetic Evolution of Sunspot Structure and Filament-Corona Dynamics Associated with the X1.8 Flare in AR 11283
在本文中,我们提出了一个持续的和逐渐的半影衰减和相关的光球横向场分量下降在2011年9月7日的大耀斑(X1.8)爆发前10-20小时的研究。这种长期的喷发前行为与成像良好的耀斑前灯丝上升,覆盖灯丝的日冕弧的持续扩张以及文献中的NLFFF建模结果相证实。我们认为,耀斑前的长期半影衰减和横向场下降都是日冕磁绳系统逐渐上升的光球表现。我们还认为,C3耀斑和随后的重联过程之前的X1.8耀斑发挥了重要作用,触发后来的大喷发。
2015-09-15 astro-ph.SR
Topological Analysis of Emerging Bipole Clusters Producing Violent Solar Events
在第24太阳活动周的上升阶段,太阳上发生了巨大的活动,磁通量快速而紧凑地出现,导致耀斑爆发(C到M,甚至X级)。我们调查了2010年11月在{ \it太阳动力学观测站}和地球上观测到的两个活动区(ARs)(NOAA编号11121和11123)集群中发生的剧烈事件。在一天之内,总磁通量增加了$70\%$,在AR 11123中出现了新的双极组。从11月11日的所有事件,我们研究,特别是,在07:16 UT左右开始在GOES软X射线数据和增亮之前。磁场拓扑分析表明,存在的零点,相关的分界线和准分界线层(QSL)的磁重联是容易发生的。零点的存在被确认的线性和非线性无力磁场模型。它们的位置和一般特征在两种建模方法中是相似的,这支持它们的鲁棒性。然而,为了解释分析的事件增亮,这是不限于光球轨迹的零分离线,我们计算的QSL的位置的全部扩展。基于这个更完整的拓扑分析,我们提出了一个方案来解释一个低能量事件的起源之前的灯丝喷发,这是伴随着两个带状耀斑,并在AR 11123连续封闭耀斑。我们的拓扑计算的结果也可以解释在其他两个事件,一个之前,一个之后的07:16 UT的耀斑带的位置。最后,本研究提供了进一步的例子,耀斑带状位置可以解释时,相比QSL,只有部分,当使用separatrices。
2013-12-11 astro-ph.SR
A failed filament eruption inside a coronal mass ejection in active region 11121
我们研究了2010年11月6日在NOAA活动区11121东南边缘附近观测到的一次失败的丝状喷发的形成和演化。本文利用SDO/AIA 304、171、131、193、335、94等6个时间序列的地磁图和SDO/HMI磁图,以及ROSA和ISOON Hα图像,对火山喷发活动区进行了研究。我们确定冠状环弧与四极磁配置,并表明,扩张和取消的中央环路拱廊系统的灯丝是由爆发的灯丝。爆发的细丝显示出明显的螺旋扭曲,并以反γ形的形式发展出同样的扭动迹象。观测结果支持了日冕四极重联触发的“磁爆发”过程。我们认为,反γ形磁绳的形成机制可能是MHD螺旋扭折不稳定性。喷发失败是由于大规模的、封闭的、覆盖在活动区周围的磁环拱廊。
2013-02-24 astro-ph.SR
3D Solar Null Point Reconnection MHD Simulations
在过去的几年里,日冕中3D重联事件的数值MHD模拟不仅在分辨率上而且在复杂性上都有了很大的提高,使得建模变得越来越真实。初始磁场的获取方法多种多样,太阳大气模型的形式多种多样,驱动速度和模式也多种多样。这项研究考虑了分层和非分层太阳大气模拟之间的差异,解决了驱动速度对等离子体流和能量学的影响,并提供了定量的公式映射电场和耗散水平在数值模拟中得到相应的太阳量。模拟开始从一个潜在的磁场包含一个零点,从太阳和日光层天文台(SOHO)磁图外推约8小时前观察到的C级耀斑。磁场的应力与边界运动模式类似-虽然比-SOHO观测到的水平运动在耀斑之前的时期。一般的行为是几乎独立的驾驶速度,也是非常相似的分层和非分层模型,只要边界运动是足够慢。边界运动导致电流片的积累,主要是在磁零点的扇平面,但不会导致耀斑般的能量释放。耀斑所需的额外自由能在初始状态下可能部分以非势的形式存在,随后由于磁通量的出现或由于边界运动的分量而增加,这些分量不是由理想化的驱动模式表示的。
2012-11-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph
An investigation of magnetic energy and helicity thresholds at the onset of solar eruptions based on numerical simulations
State Key Laboratory of Solar Activity and Space Weather, School of Aerospace, Harbin Institute of Technology(哈尔滨工业大学航天学院太阳活动与空间天气国家重点实验室);School of Science, Harbin Institute of Technology, Shenzhen(深圳清华大学研究院(注:此处为Harbin Institute of Technology, Shenzhen,即哈尔滨工业大学(深圳)理学院));School of Opto-electronic Engineering, Zaozhuang University(枣庄大学光电工程学院)
本文通过十二组高保真3D磁流体动力学模拟,发现日珥爆发起始时电流承载磁螺旋与总相对磁螺旋比(H_j/H_r)的阈值为0.38±0.04,该阈值独立于后续演化,是日珥爆发的关键指标。
2026-05-12 astro-ph.SR physics.space-ph
Small-scale magnetic flux emergence preceding a chain of energetic solar atmospheric events
本文利用 SST、IRIS 和 SDO 的高分辨率协同观测,揭示了一次小尺度磁通量浮现事件与随后 Ellerman 炸弹、紫外爆发和喷流等连锁高能事件之间的磁重联因果联系,并强调高分辨率磁图对揭示此类事件真实磁起源的关键作用。
2024-03-18 astro-ph.SR
Composition Structure of Interplanetary Coronal Mass Ejections From Multispacecraft Observations, Modeling, and Comparison with Numerical Simulations
我们提出了一个分析的铁离子组成的两个行星际日冕物质抛射在2007年5月21日至23日观察到的ACE和STEREO航天器的背景下的磁结构的喷出物通量绳,鞘区,和周围的太阳风流。这种分析是可能的,由于多航天器数据插值,重建和可视化的最新进展,以及从最近的MHD模拟磁击穿和磁通量消除CME启动的离子电荷状态建模的结果。我们使用这些进展来解释的ICME等离子体组合物的磁拓扑结构和CME的演变产生的具体功能。我们发现,在这两个数据和我们的MHD模拟,通量绳中心是相对较冷的,而电荷状态增强包围和跟踪通量绳。ICME的磁取向暗示了在喷发过程中的磁爆发式重联,这可以解释所观察到的铁增强物的空间位置正好在传统的磁绳磁特征之外和两个ICME之间。模拟和数据之间的详细比较更加复杂,但在第二磁通绳期间ACE和STEREO-A数据中高铁电荷状态的急剧增加与磁通抵消结果中的类似特征相对应。我们讨论了这种集成的原位数据分析和建模方法的前景,以推进我们的统一CME到ICME演变的理解。
2012-11-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Formation and Eruption of an Active Region Sigmoid: I. Study by Nonlinear Force-Free Field Modeling
我们提出了一个活动区(AR)S形在AR 11283的形成和喷发的磁性分析,从2011年9月4日至6日。为了跟踪日冕磁场的准静态演化过程,我们利用SDO/HMI矢量磁图约束的非线性无力场模型,重建了静态磁场的时间序列。对这些区域的详细分析与SDO/AIA的观测结果进行了比较,结果表明该区域的演变情况如下。最初,一个新的双极出现到一个预先存在的双极AR的负极性,形成两个通量系统之间的零点拓扑。一个弱扭曲的磁通绳(FR),然后慢慢地建立在嵌入的核心区域,主要是通过磁通抵消光球重联,形成一个光秃秃的补丁分界线表面(BPSS)分离FR从其周围的领域。FR逐渐增长,直到它的轴运行到一个环面不稳定(TI)域附近的第三天结束,和BPSS也发展一个完整的S形。与标准TI的情况不同,FR不会立即爆发,因为它仍然沿着极性反转线的秃斑(BP)部分附着在光球上。FR的TI驱动扩张和BP处的系线的综合效应将FR撕裂成两部分,上部自由排出,下部保留在扩弓后的弧形后面。该过程动态地扰动BPSS,并导致S形的瞬时增强增亮。FR上部的加速膨胀强烈地推动其包层通量接近零点,并引发零点处的突破重联,正如显着的圆形耀斑带所证明的那样,这进一步促进了喷发。我们讨论了这些结果的形成和破坏的乙状结肠区与FR的重要影响。
2013-10-30 astro-ph.SR
Direct Observation of A Large-scale CME Flux Rope Event Arising from an Unwinding Coronal Jet
日冕物质抛射(CME)和日冕喷流是两种常见的太阳爆发现象,它们往往独立地发生在不同的空间尺度上。在这项工作中,我们提出了一个立体观测的大规模CME磁绳所产生的解旋井喷喷流在多极复杂的磁系统。基于多波段观测分析,我们发现整个事件始于一个小暗条,它的喷发发生在一系列同源喷流之后的日冕间歇泉地点。借助于磁场外推,它揭示了日冕间歇泉网站上形成一个细长的相反极性的接口,在那里的紧急驱动的光球通量抵消和重复重联负责那些以前经常性的射流,也有助于最终的灯丝不稳定。通过与上覆场的相互作用,爆发的暗条折断了它的一条腿,导致了一个解旋的井喷喷流。我们的估计表明,大约1.4 $-$ 2.0圈的扭曲释放在其喷气螺旋。喷流螺旋中这种显著的扭转输送迅速地从喷流底部到远处产生了一个新生的更大规模的通量绳。在形成后不久,这个大规模的通量绳向外冕爆发,导致地球定向的CME。在其源区,连续形成两组明显的耀斑后环,表明这次喷发涉及两个阶段的耀斑磁重联。这项工作不仅揭示了不同爆发活动之间的真实磁耦合过程,而且为理解太阳爆发期间大规模CME通量绳的产生提供了新的线索。
2021-02-26 astro-ph.SR
Plasma Jets and Eruptions in Solar Coronal Holes: a 3D flux emergence experiment
本文详细分析了一个高温快速日冕喷流发射后伴随几次剧烈爆发的三维数值实验。这些事件是通过从太阳内部进入日冕洞的磁通量绳的出现而引发的。我们探讨了新兴的磁主导的等离子体圆顶超越电流片和随之而来的重联模式的演变。一个热的和快速的日冕射流与倒Y形状的产生,显示出与那些经常观察到的EUV和X射线探测器的属性。我们分析了它的3D形状,不均匀的内部结构,以及它的上升和衰减阶段,每个阶段持续约15-20分钟。特别注意的是专门的场线的连接性和重联模式。我们还研究了凉爽和高密度的体积,出现包围出现圆顶。喷流的衰减之后是一个剧烈的阶段,总共有五次爆发。其中第一个似乎遵循剪切拱廊中的系绳切割重联的一般模式,尽管被前面的重联演化所创建的场拓扑所修改。接下来的两次喷发发生在地表强场集中附近和上方。它们显示了一个扭曲的,Ω环状的绳索在高度上扩展,扭曲变成了扭曲,从而暗示了一个扭结不稳定性(可能与环面不稳定性相结合)作为喷发的原因。一个主射流喷射和一些类似于迷你CME的暴力喷发的继承和它们的物理性质表明,这个实验可能提供了一个模型,最近在文献中提出的井喷射流。
2013-05-09 astro-ph.SR physics.plasm-ph
A Model for Energy Buildup and Eruption Onset in Coronal Mass Ejections
日冕物质抛射(CME)和爆发性耀斑(EFs)是太阳系中能量最大的爆发。它们的基本来源是在丝状通道的剪切磁场中缓慢积累的自由能。我们报告的第一个端到端的CME/EF的数值模拟,从零自由能的初始状态,通过磁螺旋度凝聚过程的驱动下,通过磁通道的形成,以暴力喷发。螺旋度是磁通量系统之间联系的拓扑度量,在日冕中是守恒的,在被喷射到行星际空间之前,螺旋度会无情地增加。许多研究表明,小尺度涡旋运动注入的螺旋度,如在光球中观察到的,经历了从小尺度到大的逆级联,在磁极边界处“凝聚”。我们的新结果验证了这一过程在嵌入背景偶极场中的紧凑双极区域内形成了细丝通道,并首次表明快速CME最终通过磁突破机制发生。我们进一步表明,爆炸性喷发的触发是重联发作的耀斑电流片的极性反转线以上的发展:这种重联形成耀斑环下面的表和CME通量绳以上,并启动高速向外流动的CME。我们的发现对太阳和其他天体物理等离子体中的磁自组织和爆炸行为以及理解和预测爆炸性太阳活动具有重要意义。
2019-10-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Eruption and Interplanetary Evolution of a Stealthy Streamer-Blowout CME Observed by PSP at ${\sim}$0.5~AU
流爆发日冕物质抛射(SBO-CME)是太阳活动极小期CME的主要形式。虽然它们通常速度缓慢,缺乏清晰的低日冕信号,但它们可以引起地磁风暴。借助外推的日冕场和远距离观测的离边低日冕,我们研究了一个SBO-CME的启动之前,连续的CME爆发符合一个多阶段的同情突破的情况。从内日球层帕克太阳探测器(PSP)的观测,很明显,SBO-CME是与日球层磁场和等离子体片结构的相互作用,覆盖在CME通量绳。我们估计,$18 \, \pm \, 11\%$的日冕物质抛射的方位磁通量已被侵蚀通过磁重联,这种侵蚀开始后,日光层距离${\sim}0.35$ AU从太阳达到。这项观测研究对于理解SBO-CME的起源及其与日光层环境的相互作用具有重要意义。
2022-05-16 astro-ph.SR physics.space-ph
Quasi-Periodic Radio Bursts Associated with Fast-mode Waves near a Magnetic Null Point
本文介绍了2012年5月7日发生的M1.9耀斑脉冲阶段期间在AIA 171/193通道上观测到的准周期快速传播波。瞬时周期从240 s减小到120 s,波前速度在664-1416 km/s之间。几乎同时,在微波辐射、分米波IV型和III型射电爆发以及软X射线辐射中都出现了具有相似瞬时周期(~70 s和~140 s)的准周期爆发。耀斑部位的磁场配置与分支拓扑结构一致,即,一个四极场和一个磁零点准周期快速传播的EUV辐射的波前被解释为一个快速的磁声波列。观测结果表明,快模波是在耀斑弧环上方尖点区的准周期磁重联过程中产生的。我们首次提供了分米波(245/610~MHz)射电爆发中70--140~s的蝌蚪子波信号的证据,以及在EUV中直接观测到的日冕快模波列。此外,在AIA 131/193射电望远镜上,我们观测到了周期为95~s和240~s的准周期EUV扰动,其视速度为172-273 km/s。这些向下传播的扰动的性质尚未揭示,但它们可能与磁声波或周期性收缩环有关。
2017-06-30 astro-ph.SR
Observations of Multiple Surges Associated with Magnetic Activities in AR10484 on 25 October 2003
本文介绍了2003年10月25日在超活动区NOAA 10484观测到的Hα、UV(SOHO/EIT)和射电(澳大利亚里尔蒙斯)周期性浪涌的多波长研究。在每一次浪涌的底部也观测到了几个在Hα和UV中可见的亮结构,对应于子耀斑。III型爆发被触发,RHESSI X射线源明显具有浪涌活动。主浪涌由形成扇形区域的喷射路径束组成,在其最大相位期间具有(\approx 65 \degree)的角尺寸。弹射速度高达\sim 200 km/s。SOHO/MDI磁图显示,2003年10月18日至20日,在浪涌前几天,活动区东侧出现了一个大的偶极子。2003年10月25日,主要的太阳黑子被具有移动磁特征(MMF)的“护城河区域”所包围。寄生碎片的正极性被周围的色散运动的MMFs和湮灭与负极性的护城河区域的边界处的下一个点,产生耀斑和浪涌。使用PFSS对全球太阳的拓扑分析表明,EIT 171 A图像中可见的扇形结构遵循将当前AR连接到东南部的先前AR的磁场线。对III型爆发的射电观测表明,它们与浪涌是一致的,这表明磁重联是驱动机制。由重联释放的磁能被转化为等离子体加热,并为喷射提供动能。在高日冕中缺乏无线电信号表明,浪涌被限制在风扇中的闭合磁力线上。我们的结论是,这些冷却浪涌可能有一些局部加热的影响,在封闭的环路,但可能发挥的全球日冕加热和浪涌材料没有逃逸到太阳风的次要作用。
2012-04-10 astro-ph.SR
A Model for the Coupled Eruption of a Pseudostreamer and Helmet Streamer
太阳活动的一个非常重要的方面是喷发与周围日冕磁场拓扑结构之间的耦合,这决定了事件的轨迹和形态,甚至可能导致来自多个来源的交感喷发。在本文中,我们报告了一种新的耦合爆发的数值模拟,其中一个大的伪流光灯丝爆发引发的日冕喷流触发的流光井喷日冕物质抛射(CME)从相邻的头盔流光。我们的配置有一个大的极性相反的区域之间的极冕洞和一个小的赤道冕洞,形成一个伪流光两侧的冕洞和头盔流光。在更远的地方,假流光柄在日光层中呈现出一个延伸的弧形。我们通过沿伪流光内的极性反转线的一部分施加光球剪切来激励系统。由此产生的剪切拱状灯丝通道发展出一条通量绳,最终爆发为经典的冕洞型喷流。然而,当喷射被发射时,通道上方的增强的突破重连进展到相邻的头盔流光中,沿着闭合的头盔流光场线部分地发射喷射,并吹出流光顶部,以产生经典的气泡状CME。这种日冕物质抛射强烈偏离喷流的初始轨迹,并包含开放和封闭的磁场线的混合物。我们提出了这种新型的耦合喷发的详细动力学,其基本机制和这项工作的影响,现场和遥感观测的解释。
2021-01-06 astro-ph.SR