Widespread 1-2 MeV Energetic Particles Associated with Slow and Narrow Coronal Mass Ejections: Parker Solar Probe and STEREO Measurements
日冕中的超热离子被认为是与快速和广泛的日冕物质抛射（CME）相关的大的渐进的太阳高能粒子（SEP）事件的种子粒子。更好地了解超热粒子作为SEP事件种子种群的作用，可以通过使用靠近太阳的观测。我们研究了2020年5月27日至6月2日帕克太阳探测器（PSP）上的太阳综合科学调查（IS $\odot$ IS）套件观测到的一系列SEP事件，在此期间PSP的日心距离在$\sim$ 0.4和$\sim$ 0.2 au之间。Ahead日地关系天文台（STEREO-A）在1 au附近也观测到了这些事件，但粒子强度量级远低于PSP。我们发现，SEP应该在空间中传播，因为它们的源区远离两个航天器的标称磁足迹，而母CME是缓慢而狭窄的。我们研究的SEP事件的衰变阶段在$\sim$ 1-2 MeV的质子能量范围内的PSP和STEREO-A，并讨论其性质的连续注入连续的太阳爆发和测量的距离。这项研究表明，种子粒子可以连续产生的爆发与缓慢和狭窄的日冕物质抛射，在很大一部分的内日球层，并保持在那里几十个小时，即使最小的粒子强度增强测量近1 AU。
2021-11-18 astro-ph.SR physics.space-ph
Seed Population Pre-Conditioning and Acceleration Observed by Parker Solar Probe
在2019年4月18日至2019年4月24日期间，帕克太阳探测器（PSP）通过太阳综合科学调查（\ISOIS）观测到了一系列太阳高能粒子（SEP）事件。PSP航天器位于距太阳0.48天文单位附近的帕克螺旋场线上，该场线在近地航天器的$\sim 25^\circ$内投射到1天文单位。这些SEP事件，虽然与历史上的大型SEP事件相比很小，但却是迄今为止在PSP任务中观察到的最大的事件之一，并提供了SEP事件期间1 au内空间环境的关键信息。在此期间，太阳释放了多次日冕物质抛射（CME）。其中一个观测到的CME于2019年4月20日01：25 UTC开始，行星际CME（ICME）传播出去并经过PSP航天器。电磁场调查（FIELDS）的观测结果表明，磁场结构在整个压缩区域和随后的等离子体通道中主要是径向的，这表明PSP没有直接观察到ICME内部的磁通绳，这与PSP在ICME侧面的位置一致。利用高级成分探测器（ACE）上的电子、质子和阿尔法监测器（EPAM）在地球附近观测到的相对论电子进行的分析表明，在观测到的事件期间存在电子种子种群（40- 300 keV）。\ISOIS ~观测到的质子种子粒子数在1 MeV以下的能谱接近可能的稳态等离子体分布的极限。\ISOIS ~观测揭示了ICME通过期间种子种群的\revise{enhancement}，它是发生在太阳附近的预加速过程的\revise…
2019-12-05 astro-ph.SR physics.space-ph
Energetic Particle Observations from Parker Solar Probe using Combined Energy Spectra from the IS$\odot$IS Instrument Suite
太阳综合科学研究（IS $\odot$ IS）仪器套件包括两个高能粒子仪器：EPI-Hi，旨在测量约1-200 MeV/nuc的离子，以及EPI-Lo，旨在测量约20 keV/nuc至约15 MeV/nuc的离子。我们提出了一个分析的八个充满活力的质子事件观察到的能量范围内的两个仪器在PSP的前两个轨道，以检查其合并的能谱。背景校正，以帮助解决两个仪器之间的光谱中断，并被证明是有效的。在这样做，我们证明，即使在校准的早期阶段，IS $\odot$ IS是能够产生可靠的光谱观测跨越广泛的能量范围。除了在非常靠近太阳的地方进行突破性的测量外，IS $\odot$ IS还表征了1 au以内的日心距离范围内的高能粒子群。在头两个轨道期间，IS $\odot$ IS观测到了来自一个同转相互作用区（CIR）的高能粒子事件，该相互作用区位于距太阳三个不同的距离处。这些事件被两个卡林顿旋转分开，距离仅为0.11 AU，但是质子强度和航天器到源区的接近度之间的关系显示了运输效应对来自CIR的高能粒子观测的重要性。未来的IS $\odot$ IS在更远距离上对类似事件的观测将有助于解开与CIR相关的加速和运输的影响。我们采用类似的光谱分析，其余五个事件，包括四个可能与流相互作用区（SIR）和一个太阳高能粒子（SEP）事件。
2019-12-05 astro-ph.SR physics.space-ph
The active region source of a type III radio storm observed by Parker Solar Probe during Encounter 2
上下文在美国宇航局帕克太阳探测器（PSP）任务的第二次遭遇中，调查III型射电暴的来源。目标。据观察，在美国宇航局帕克太阳探测器任务的遭遇2中，有大量的无线电活动，特别是2019年3月31日至4月6日频繁的小型III型爆发的噪音风暴。我们的目标是调查这些小而频繁的爆发的来源。方法.为了做到这一点，我们分析了来自Hinode EUV成像光谱仪（EIS），PSP FIELDS和太阳动力学天文台（SDO）大气成像组件（AIA）的数据。我们研究了活动区12737的行为，它的出现和演变与无线电噪声暴的时间相吻合，并确定了活动区内电子束的可能来源。要做到这一点，我们探测的动力学，多普勒速度，非热速度，FIP偏置，密度，并进行磁性建模。结果我们证明，虽然在磁盘上的活动区产生没有显着的耀斑，它的演变表明它是一个源的电子束引起的射电暴。它们最有可能起源于显示出强烈蓝移等离子体的活动区边缘的区域。我们证明，随着活动区域的增长和扩大，在边缘的蓝移区域的面积增加，这也是与大规模或扩大磁场线从我们的建模锚定的面积增加。这种膨胀在2019年4月1日至4日之间最为显著，与III型风暴的爆发和单个爆发峰值频率的下降相吻合，表明峰值辐射的高度随着活动区域的发展而增加。
2021-02-09 astro-ph.SR physics.space-ph
Parallel Diffusion Coefficient of Energetic Charged Particles in the Inner Heliosphere from the Turbulent Magnetic Fields Measured by Parker Solar Probe
利用帕克太阳探测器实测磁湍流谱，基于准线性理论计算内日球层高能粒子平行扩散系数，发现其随距离和能量指数增长，并给出经验公式。
2024-03-18 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Parker Solar Probe Observations of Energetic Particles in the Flank of a Coronal Mass Ejection Close to the Sun
帕克太阳探测器在0.2 au处观测到CME侧翼，发现孤立磁通管中粒子呈耀斑源特征，而鞘层和CME内部粒子被加速并局域约束，CME有助于积累高能粒子群并促进后续更高能加速。
2024-05-26 astro-ph.SR physics.space-ph
Kappa-tail technique: Modeling and application to Solar Energetic Particles observed by Parker Solar Probe
本文提出kappa尾部拟合技术，通过分析幂律尾部并将其与kappa分布理论建模关联，用于确定空间等离子体热力学性质，并成功应用于帕克太阳探测器观测的太阳高能粒子事件，获得了SEP质子的温度与密度。
2024-07-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Multipoint interplanetary coronal mass ejections observed with Solar Orbiter, BepiColombo, Parker Solar Probe, Wind and STEREO-A
我们报告了从2020年4月至2021年4月的第一个太阳轨道器（SolO）数据开始的行星际日冕物质抛射（ICME）多点原位和成像观测的第一次搜索结果。进行了数据探索分析，包括由SolO、BepiColombo、Parker太阳探测器、Wind和STEREO-A五个航天器结合STEREO-A/SECCHI和SOHO/LASCO的日冕和日光层成像观测进行的磁场和等离子体观测的可视化。我们确定的ICME事件，可以明确地遵循与STEREO-A日光层成像仪在其行星际传播的影响，在上述航天器，并寻找相同的ICME被广泛分离的航天器在原地看到的事件。我们强调两个事件：（1）2020年6月23日，PSP、BepiColombo和Wind在STEREO-A成像引导下，用三重阵容观测到一次小型流光爆发CME;（2）2020年11月29日，PSP和STEREO-A原位观测到第25太阳周的第一次快速CME（$ \approx 1600$ km s $^{-1}$）。这些结果对于模拟ICME的磁结构、行星际演化和通量绳与激波的整体形状以及研究太阳高能粒子的传播都是有用的。来自这些飞行任务的综合数据已经成为空间天气研究的宝库，随着预计在太阳活动周期25的上升期和最高期期间ICME事件的数量不断增加，这些数据预计将变得更加宝贵。
2022-01-04 astro-ph.SR physics.space-ph
Observations of Energetic-Particle Population Enhancements along Intermittent Structures near the Sun from Parker Solar Probe
在1天文单位的观测已经证实，测量的高能粒子通量的增强在统计上与“粗糙”磁场有关，即，通过增量偏方差（PVI）方法测量的具有极大空间导数或增量的场。解释这一观测结果的一种方法是将高能粒子与磁通量管内的捕获或通道联系起来，可能在它们的边界附近。然而，目前尚不清楚这种关联是一种运输效应还是局部效应;即，这些粒子可能是在遥远的地方被激发的，也许是通过冲击或重连，或者它们可能经历局部的加速或再加速。帕克太阳探测器（PSP），即使在它的前两个轨道，提供了一个独特的机会来研究这种统计相关性更接近日冕。作为第一步，我们分析了在第一次太阳相遇期间由\isois仪器测量的高能粒子的单独相关特性。特定类型事件之间的时间间隔分布，即，等待时间可以指示底层过程的性质。我们发现，\isois的观察显示幂律分布的等待时间，表示相关（非泊松）分布。低能量\isois数据的分析表明，结果是一致的1 AU的研究，虽然我们发现一些意想不到的行为的暗示。对这些统计分布的更全面的理解将为太阳高能粒子的起源和传播提供有价值的见解，这一图景将随着未来的PSP轨道而变得清晰。
2019-12-19 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
A Detailed Analysis of a Magnetic Island Observed by WISPR on Parker Solar Probe
本研究识别并分析了帕克太阳探测器WISPR观测到的一处疑似磁岛，明确其运动学、形态等特征，推断其形成于冕流电流片磁重联且被裹挟于慢太阳风，指出WISPR的高灵敏度与观测视角是探测到该暗弱结构的关键。
2024-07-09 astro-ph.SR physics.space-ph
Composition variation of the May 16 2023 Solar Energetic Particle Event observed by Solar Orbiter and Parker Solar Probe
本研究结合PSP/ISOIS与SolO/EPD观测，分析2023年5月16日SEP事件，发现两航天器在相近径向距离、不同经度上测得的Fe/O与He/H存在显著且持续的差异，支持直接耀斑贡献。
2024-10-25 astro-ph.SR physics.space-ph
Physics-Based Simulation of the 2013 April 11 Solar Energetic Particle Event
University of Michigan（密歇根大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；NASA Johnson Space Center（美国国家航空航天局约翰逊航天中心）；KBR（KBR公司）；California Institute of Technology（加州理工学院）
本文基于物理的数值模拟方法，研究了2013年4月11日太阳高能粒子事件，通过粒子加速和传输过程的动能方程求解，结合激波捕捉工具分析日冕物质抛射驱动的激波影响。
2025-01-28 astro-ph.SR physics.space-ph
Parker Solar Probe observations of solar energetic particle (SEP) events with inverse velocity arrival (IVA) features
California Institute of Technology（加州理工学院）；Space Sciences Laboratory, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校空间科学实验室）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Princeton University（普林斯顿大学）
研究通过帕克太阳探测器观测到具有逆速度到达特征的SEP事件，分析了其成因及影响因素，揭示了太阳高能粒子加速与传播的新机制。
2026-02-12 astro-ph.SR physics.space-ph
Sunward Streaming 3He-rich SEP Events Observed by Solar Orbiter and Parker Solar Probe during Perihelion Passage
Southwest Research Institute（西南研究所）；Center for Astrophysics—Harvard & Smithsonian（天体物理学中心——哈佛与史密森尼学会）；Space Radiation Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院空间辐射实验室）；Applied Physics Laboratory, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；The University of Texas at San Antonio（得克萨斯大学圣安东尼奥分校）
太阳轨道器和帕克太阳探测器首次观测到向阳流3He丰富的太阳高能粒子事件，揭示了其与日冕物质抛射的关联及传播路径特征。
2026-01-28 astro-ph.SR physics.space-ph
Sequential Small Coronal Mass Ejections Observed In~situ and in White-Light Images by Parker Solar Probe
本研究利用PSP的WISPR成像、STEREO-A观测及原位数据，重建2021年4月24日连续小型CMEs的形态与运动学，识别六个瞬变和六个候选磁通量绳，并确认CME2最先撞击PSP。
2023-08-02 astro-ph.SR physics.space-ph
Time domain structures and dust in the solar vicinity: Parker Solar Probe observations
2019年4月5日，当帕克太阳探测器处于其35太阳半径近日点时，以293个样本/秒收集的数据集包含超过10，000个尖峰电场状结构的例子，持续时间小于200毫秒，振幅大于10 mV/m。这些事件中的绝大多数是由等离子体湍流引起的。将尘埃事件定义为具有类似的、窄峰的、正的、单端特征的事件，导致发现135个清晰的尘埃事件，在有效地校正低检测之后，导致与从其他技术预期的1000个尘埃事件一致的估计。将时域结构（TDS）定义为在相对天线中具有相反极性信号的那些导致发现238个清晰的TDS事件，在校正检测效率之后，这导致在这一天估计500-1000个TDS事件。TDS电场是双极的，正如对电子空穴的预期。当磁场处于电场的两个测量分量的平面内时，发现了几个事件，从而测量了平行于磁场的电场分量。一个重要的平行电场的例子显示了将它们归类为电子空穴的负电势。由于TDS的观测率随时间的变化并不均匀，很可能是航天器下方的局部区域产生了TDS。
2019-12-07 astro-ph.SR physics.space-ph
Interplay of large-scale drift and turbulence in the heliospheric propagation of solar energetic particles
本文通过解析模型和全轨道测试粒子模拟，研究了日球层湍流对太阳高能粒子导向中心漂移的抑制，发现实际减弱程度远低于理论预测，表明漂移在宇宙线传播中仍具重要作用。
2024-12-18 astro-ph.SR physics.space-ph
An analytical model of turbulence in Parker spiral geometry and associated magnetic field line lengths
了解从太阳到行星际空间的磁连接对于将现场粒子观测与粒子的太阳源区联系起来至关重要。一个简单的连接沿大型帕克螺旋磁场是复杂的湍流随机行走的磁力线。在本文中，我们提出了第一个分析模型的日球磁场的主导二维组成部分的湍流是横向的帕克螺旋。补充的2D波场与一个次要的波场组件，具有渐近板几何形状在小和大的日心距离。我们表明，湍流传播场线从一个小的源区域在太阳的60 $^\circ$日经度和纬度范围在1~au，与标准偏差的角展的场线$14^\circ$。小的源区域映射到一个间歇性的范围内的纬度和纬度在1~au，符合辍学的太阳高能粒子强度。场线的长度从1.17~au的标称帕克螺旋长度显著延长到1.6~au，来自西翼和西翼后面的源的场线比靠近太阳盘中心的源的场线长得多。我们讨论了我们的研究结果对理解带电粒子传播的影响，以及理解太阳附近湍流特性的重要性。
2022-12-05 astro-ph.SR physics.space-ph
Kinematics and Energetics of the EUV Waves on 11 April 2013
在这项研究中，我们提出了与2013年4月11日M6.5耀斑相关的极紫外（EUV）波的观测结果。太阳动力学天文台（SDO）在不同的EUV通道上观测到了这一事件。耀斑还与晕CME和II型射电爆发有关。我们观察到了EUV波的快分量和慢分量。快分量（被识别为快模式MHD波）的速度在600至640 km s ^-1的范围内变化，而慢分量的速度约为140 km s ^-1。我们观察到一个不寻常的现象，即当快分量EUV波通过两个连续的磁准分界线层（QSL）时，在局部形成两个稳定的波前。我们提出，部分向外传播的快模EUV波被转换成慢模磁流体动力学波，这些波被捕获在局部磁场结构中，形成连续的稳定波前。沿着另一个方向，快分量EUV波也在距离耀斑站点约225 Mm的日冕环中产生振荡。我们计算出极紫外波的能量为10^20焦耳。
2019-03-28 astro-ph.SR
The Solar Energetic Particle Event on 2013 April 11: An Investigation of its Solar Origin and Longitudinal Spread
我们调查的太阳现象与太阳高能粒子（SEP）事件的起源在2013年4月11日观察到的一些航天器分布在内日光层在广泛的日光长时间。我们使用极紫外（EUV）和白光日冕观测从太阳动力学天文台（SDO），太阳和日光层天文台（SOHO）和双日地关系天文台航天器（STEREO-A和STEREO-B），以确定角范围的EUV波和日冕物质抛射（CME）与SEP事件的起源。我们比较了估计的释放时间的SEPs观察到在每个航天器的到达时间的结构与CME在脚点的磁力线连接每个航天器与太阳。尽管极紫外波和日冕物质抛射驱动的冲击波到达STEREO-B的脚点与该航天器观测到的粒子释放时间一致，但在不确定性范围内，极紫外波从未到达连接近地观测者与太阳的磁力线的脚点，即使在那里观测到强烈的SEP事件。我们表明，在太阳表面上方的高空传播的CME驱动的冲击波的西侧最有可能是在地球附近观察到的粒子的来源，但它没有在太阳盘上留下任何EUV痕迹。我们的结论是，太阳表面上的EUV波的角度范围不同意SEP事件在日光层中的纵向范围。因此，EUV波不能可靠地用作太阳现象的代理，这种太阳现象在宽范围内加速和注入高能粒子。
2014-10-20 astro-ph.SR
The Solar Origin of an In Situ Type III Radio Burst Event
本研究结合多仪器观测，证实一次原位III型射电暴的高能电子源于太阳喷流磁重联区，且电子注入张角远大于喷流柱宽度，为耀斑相关高能电子事件的宽经度分布提供了解释。
2023-07-18 astro-ph.SR physics.space-ph
The 17 April 2021 widespread solar energetic particle event
本研究针对2021年4月17日的大范围太阳高能粒子事件，结合多航天器观测与模拟分析，发现质子事件主要由CME驱动激波贡献、电子事件更可能源于耀斑，宽经度注入是事件大范围传播的关键原因。
2023-03-20 astro-ph.SR physics.space-ph
Parker Solar Probe: Four Years of Discoveries at Solar Cycle Minimum
美国宇航局的帕克太阳探测器于2018年8月12日发射，到2022年11月，它已经完成了预定的24个绕太阳轨道中的13个。该任务的主要科学目标是确定太阳日冕磁场的结构和动力学，了解日冕和风是如何被加热和加速的，并确定是什么过程加速了高能粒子。帕克太阳探测器返回了一个科学数据的宝库，远远超出了质量，重要性和数量的预期，导致近700个同行评审的出版物中报告了大量的发现。在7年的主要飞行任务期限中，前四年主要是在太阳活动极小期，很少发生重大太阳事件。从轨道8开始（即，2021年4月28日），帕克飞过磁主导的日冕，即，这是该任务的主要目标之一。本文综述了帕克太阳探测器在前四年的主要科学进展，这些进展远远超出了以下三个科学目标：（1）追踪加热和加速日冕和太阳风的能量流，（2）确定太阳风源等离子体和磁场的结构和动力学，（3）探测太阳风的能量流。（3）探索高能粒子的加速和传输机制。
2023-01-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Periodicities in an active region correlated with Type III radio bursts observed by Parker Solar Probe
上下文在日冕的许多波长上都经常有周期性的报道。相关周期约为5分钟，相当于太阳的p模式，暗示光球层和日冕之间的耦合。目的。我们的研究调查是否有相关性的周期性行为的III型射电暴，指示非热电子加速过程，和日冕EUV发射，评估加热和冷却，在一个活跃的区域时，没有大的耀斑。方法.我们使用帕克太阳探测器（PSP）上的FIELDS仪器的III型射电爆发，太阳动力学天文台（SDO）/AIA的极紫外辐射和SDO/HMI的白光观测，以及核光谱望远镜阵列（NuSTAR）的太阳耀斑x射线的协调观测2019年4月12日。利用几种方法来评估周期性和比较，以验证所获得的周期。结果在极紫外线的活动区的几个领域的约5分钟的周期性很好地与PSP和风上观察到的III型射电暴的重复率相关。去除趋势的211 A和171 A光变曲线在多个位置显示出周期性的轮廓，171 A峰值滞后于211 A中看到的峰值。这暗示了导致下部日冕加热然后冷却的脉冲事件。NuSTAR X射线提供了在III型爆发期间至少有一个微耀斑的证据，但X射线和III型爆发之间没有一一对应的关系。我们的研究提供了非热电子（产生III型射电暴所需的）周期性加速的证据，当在X射线数据或EUV中没有可观察到的耀斑时。因此，加速过程必须与小的脉冲事件相关联，也许是纳米火花。
2020-09-23 astro-ph.SR physics.space-ph
Internal Structure of the 2019 April 2 CME
本文首次分析了帕克太阳探测器（PSP）上的宽视场太阳探测器（WISPR）在离太阳很近的地方观测到的内部日冕物质抛射（CME）结构。这里研究的瞬变是在2019年4月2日PSP第二次近日点通过期间观察到的CME，当时PSP距离太阳只有40 R_sun。STEREO-A航天器从1天文单位开始也很好地观测到了CME，该航天器从太阳一直跟踪到1天文单位。然而，PSP/WISPR观察到的内部结构不明显的图像从1 au。特别地，观察到两个线性特征，一个亮，一个暗。我们将这些特征建模为CME通量绳通道内的两个回路。这些环可以被解释为场线束，其中亮环的亮度指示大量质量被加载到那些场线中，并且其中暗环没有这种质量加载。这是可能的，这些回路实际上是两个独立的磁通绳结构的整体CME轮廓内的代表。
2021-10-26 astro-ph.SR
Double-power-law feature of energetic particles accelerated at coronal shocks
最近的观测表明，在许多大的太阳高能粒子（SEP）事件中，事件积分微分谱类似于双幂律。我们进行数值模拟的粒子加速在日冕冲击波传播通过一个流光状的磁场通过求解帕克输运方程，包括质子和较重的离子。我们发现，对于所有的离子物种的能谱集成在模拟域可以描述由一个双幂律，和断裂能量取决于离子的电荷质量比为$E_B \sim (Q/A)^α$，与$α$从0.16到1.2通过考虑不同的湍流光谱指数。我们认为，双幂律分布可能会出现的高能粒子从不同的源区域的加速率显着不同，由于粒子扩散的叠加的结果。高能粒子的扩散和混合也可以解释在某些SEP事件中观察到的高能量下Fe/O的增加。虽然进一步的混合过程可能会发生，我们的模拟表明，无论是幂律打破或翻转可以发生在太阳附近，并预测光谱形式变化显着沿冲击波阵面，这可能是即将到来的近太阳SEP测量帕克太阳探测器和太阳轨道器检查。
2022-01-18 astro-ph.SR
Connecting Solar Orbiter remote-sensing observations and Parker Solar Probe in-situ measurements with a numerical MHD reconstruction of the Parker spiral
作为一个关键的特点，美国宇航局的帕克太阳探测器（PSP）和欧空局-美国宇航局的太阳轨道器（SO）任务合作跟踪太阳风和瞬变从太阳上的来源到行星际空间。这项工作的目标是准确地重建行星际帕克螺旋以及由Metis日冕仪在SO上远程观察到的日冕特征与PSP在2021年1月第一次PSP-SO正交时原位检测到的日冕特征之间的联系。我们使用反向原位和MHD方法（RIMAP），一种混合分析-数值方法进行数据驱动的帕克螺旋重建。RIMAP用PLUTO程序求解赤道平面上的MHD方程，使用PSP收集的0.1和0.2 AU之间的测量值作为边界条件。我们的重建连接的密度和风速测量Metis（3-6太阳半径）所获得的PSP（21.5太阳半径）沿一个单一的流线。我们的MHD模型连接Metis观测到的内日冕和PSP测量到的超级Alfvénic风的能力，不仅证实了多航天器观测提供的研究途径，而且还证实了RIMAP重建的有效性和准确性，作为一个可能的测试台，以验证在日光层传播的瞬态现象，如日冕物质抛射，太阳高能粒子和太阳风之字形的模型。
2022-11-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Solar Energetic Particle Acceleration at a Spherical Shock with the Shock Normal Angle $θ_{B_n}$ Evolving in Space and Time
本文提出二维运动学模型，研究日冕物质抛射驱动的球状激波中太阳高能粒子加速，发现激波法向角时空演化导致西翼优先加速粒子至更高能量，并重现双幂律能谱，为多航天器观测提供新见解。
2023-06-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph 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
On the reason for the widespread energetic storm particle event of 13 March 2023
本文通过多航天器观测和磁流体动力学模拟，研究了2023年3月13日罕见的环太阳高能风暴粒子事件，发现单一环太阳爆炸波激波和多个日冕物质抛射组合两种情景均可解释观测，其中爆炸波情景对激波到达时间的预测略优。
2025-02-10 astro-ph.SR physics.space-ph
Velocity dispersion of Solar Energetic Particles in turbulent heliosphere
Jeremiah Horrocks Institute, University of Lancashire（兰开斯特大学杰里米·霍罗克斯研究所）
本文研究了太阳高能粒子在湍流日球层中的速度分散分析，发现湍流显著影响注入时间与路径长度，且VDA结果常包含湍流和背景影响，无法准确反映加速时间。
2026-10-09 astro-ph.SR physics.space-ph
Anisotropic Magnetic Turbulence in the Inner Heliosphere -- Radial Evolution of Distributions observed by Parker Solar Probe
利用帕克太阳探测器前5个轨道的观测资料，研究了\(\sim 28\) - 200 \(\rs\)之间磁场涨落的概率密度函数（PDF）的日径演化。磁场矢量到局部平均场坐标系的变换允许检查相对于平均磁场方向的各向异性。注意平均间隔大小的影响。研究发现，垂直涨落的PDF可以很好地近似为高斯函数，而平行涨落的PDF则不那么近似：后者的峰度通常大于10，并且它们的PDF表明，随着距离太阳的距离\(r\)的减小，偏度也在增加，后者的观测结果可能是由涨落的Alfvénicity增加来解释的。垂直方差与平行方差之比大于1;该方差各向异性随着\(r\)的减小而变强。总均方根起伏强度与平均场幅度的比值随着\(r\)的减小而减小，其值\(\sim 0.8\)接近1 AU，而\(\sim 0.5\)为0.14 AU;该比值很好地近似于\(r^{1/4}\)幂律。这些发现提高了我们对太阳风中湍流径向演化的理解，并对相关现象如内日球层中的能量粒子传输具有影响。
2022-09-02 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Statistical Energy Budget of the Solar Wind with Parker Solar Probe and Solar Orbiter : 1 - Unbalanced Total Energy Radial Evolution
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris（巴黎天文台，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎大学）；IRAP, Observatoire Midi-Pyrénées, Université Toulouse III - Paul Sabatier, CNRS（红外与射电天文研究所，南比利牛斯天文台，图卢兹第三大学-保罗·萨巴蒂尔大学，法国国家科学研究中心）；Imperial College London（帝国理工学院）
该研究利用帕克太阳探测器与太阳轨道器的观测数据，检验大尺度非线性理想MHD能量收支的有效性，发现14至203太阳半径间总能量增56%，暗示理论或忽略太阳风加速的重要能量项。
2026-09-01 astro-ph.SR
Radial dependence of ion fluences in the 2023 July 17 SEP event from Parker Solar Probe to STEREO and ACE
该研究利用帕克太阳探测器与近地航天器的有利排列，分析了2023年7月17日SEP事件，发现离子注量随径向距离呈强幂律衰减，其中重元素（O、Fe）的径向梯度（r^-5.7）比轻元素（H、He）的（r^-4.0）更陡。
2025-02-25 astro-ph.SR physics.space-ph
Coronal mass ejections observed by heliospheric imagers at 0.2 and 1 au: the events on April 1 and 2, 2019
上下文我们研究了2019年4月1日至2日由帕克太阳探测器（WISPR-I）的内部宽视场成像仪和STEREO-A上的内部日光层成像仪（HI-1）观测到的两次日冕物质抛射（CME）。这是第一次从两个角度在类似的方向，但在相当不同的太阳距离的日冕物质抛射观测研究。目标。我们的目标是了解PSP观测如何影响CME运动学，特别是由于它靠近太阳。方法.我们估计CME的位置，速度，加速度，传播方向和纵向偏转使用成像观测从两个航天器，和一组分析表达式，考虑CME作为一个点结构，并考虑到航天器位置的快速变化。结果我们发现，这两个日冕物质抛射是缓慢的（$< 400\ km\ s^{-1}$），向东传播的太阳-地球线。第二个日冕物质抛射似乎在$\sim 0.1$和$\sim 0.2\ au$之间加速，并以与太阳自转速度一致的角速度向西偏转。当比较不同拟合情况（不同观测或自由参数集）的结果时，我们发现CME太阳距离（达到$0.05\ au$，特别是CME 1）、纬度（达到$\sim10^{\circ}$）和经度（达到$24^{\circ}$）存在一些差异。结论.经度的差异可能是由于视觉跟踪的特征，而不是仪器偏差或拟合假设。出于类似的原因，无论考虑的拟合参数如何，从WISPR-1观测得出的CME 1太阳距离都大于HI-1结果。CME运动学的误差估计没有显示出与观测仪器相关的任何明显趋势。源区域的位置和缺乏任何…
2020-11-10 astro-ph.SR physics.space-ph
Suprathermal Ion Energy spectra and Anisotropies near the Heliospheric Current Sheet crossing observed by the Parker Solar Probe during Encounter 7
我们目前的观测>10-100 keV/核子超热（ST）的H，He，O和Fe离子与交叉的日光层电流片（HCS）在径向距离<0.1 au的太阳。我们的主要发现是：1）在第一次完全穿越期间检测到非常少的重离子，在第二次部分穿越期间重离子强度降低，并且在第二次穿越之后达到峰值; 2）离子到达时间没有表现出速度色散; 3）He俯仰角分布跟踪磁场极性反转，并且显示出高达~10：1的反向阳、场对准流和更靠近HCS的束，其在远离HCS时变得几乎各向同性; 4）He谱使HCS两侧变陡，He、O和Fe谱呈现出~ E ^[4 -6]形式的幂律;以及5）最大能量EX随着离子的荷质（Q/M）比而增加，EX/EH与[（QX/MX）]^α成比例，其中α ~0.65-0.76，假设平均Q状态类似于在1 AU的渐变和脉冲太阳高能粒子事件中测量的那些。没有速度色散，加上靠近HCS的强场向各向异性，似乎排除了太阳耀斑和近太阳日冕物质抛射驱动的冲击。这些新的观测结果不仅对采用直接平行电场和根据E/Q组织最大能量的机制提出了挑战，而且对局部扩散和磁重联驱动的加速模型也提出了挑战。重新评估我们目前对高能离子的产生和传输的理解，对于理解这种近太阳的、与电流片相关的ST离子种群是必要的。
2021-11-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Properties of Type III and Type IIIb Bursts in the Frequency Band of 8-80 MHz during PSP Perihelion at the Beginning of April 2019
讨论了2019年4月帕克太阳探测器（PSP）近日点期间，乌克兰射电望远镜NASU-2（URAN-2）（波尔塔瓦）和乌克兰巨型射电望远镜（GURT）（哈尔科夫）观测到的8-80 MHz频段的III型和IIIb型爆发的性质。这些对应于PSP在<19 MHz频率下观察到的那些。我们分析了这些突发的漂移率和持续时间对频率的依赖关系。我们表明，漂移率对频率的依赖性同意以及与来自纽柯克日冕，如果源速度为0.17和0.2 C之间的IIIb型爆发和III型爆发的假设下，第一个是基本面和第二个是他们的谐波。然而，所有的观测依赖性都比纽柯克日冕的依赖性更平坦。我们假设，这可能与日冕温度在日心距离从1.35到6.5太阳半径下降。IIIb型和III型突发的持续时间依赖于频率在10-70 MHz的范围内也得到。我们注意到，III型爆发的持续时间和漂移率以及它们对频率的依赖性与IIIb型爆发的持续时间和漂移率基本上不同。
2020-12-15 astro-ph.SR
Tracking a beam of electrons from the low solar corona into interplanetary space with the Low Frequency Array, Parker Solar Probe and 1 au spacecraft
III型射电暴是温和相对论性电子束从低日冕传播到日光层的等离子体发射的结果，如果它们与日光层航天器的位置对齐，最终可以在原地检测到。在这里，我们观察到一个III型射电爆发从0.1-16兆赫使用帕克太阳探测器（PSP）领域的射频频谱仪（RFS），并从20-80兆赫使用低频阵列（LOFAR）。该事件与任何可检测到的耀斑活动无关，但属于PSP遭遇2期间发生的持续III型噪声风暴的一部分。LOFAR射电源向三维空间的反投影表明，III型射电爆发源位于1.6-3 R $_\odot$的开放磁场上，起源于东经48 $^o$附近的近赤道活动区。结合PSP/RFS观测与风/波和立体声/波，我们重建的第三类射电源轨迹在日光层内部PSP的位置，假设黄道约束。随后在STEREO-A航天器上在兼容的时间原位检测到高能电子增强，尽管开始和持续时间表明单独的爆发有助于增强的一个子集。这项工作表明，日冕中相对小规模的通量出现可以导致电子束从低日冕注入日光层，而不需要强烈的太阳耀斑。这项研究还明确强调了地面和天基无线电观测相结合的互补性，特别是在PSP时代。
2022-09-11 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Energetic Particle drifts and the energy dependence of 1 AU charge states
重离子太阳高能粒子（SEPs）的事件平均电荷态（在距离太阳1 AU处测量）通常随离子的动能而增加。这种行为的起源被归因于加速区域内发生的过程。在本文中，我们研究了通过行星际空间的SEP Fe离子的传播，注入太阳附近的各种电荷状态，均匀分布的能量，通过一个3D的测试粒子模型。在我们的模拟中，由于梯度和曲率漂移与帕克螺旋磁场，不同电荷的离子传播的效率非常不同的观察者，是不是磁连接到源极区。因此，我们发现，对于许多观察者的位置，1 AU的事件平均的电荷状态<Q>，从我们的模型中获得的，显示粒子能量E的增加，在定性协议与航天器的观测。我们的结论是漂移相关的传播是一个可能的解释所观察到的分布<Q>与E在SEP事件，并在行星际空间测量的分布不能被用来代表在注射。
2016-10-17 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Fast Drifting Radio Bursts in an X1.3 Flare on 2014 April 25
太阳耀斑最重要的产物之一是非热的高能粒子，在耀斑过程中释放的能量可达50%。在射电观测中，非热粒子通常表现为具有快速频率漂移的光谱精细结构，称为太阳快速漂移射电爆发（FDRB）。在2014年4月25日的一次X1.3级耀斑中，观测到了三种类型的FDRB，包括III型成对爆发、III型爆发之后的窄带随机尖峰爆发和叠加在II型爆发上的类尖峰爆发。我们发现，虽然它们都具有快速的频率漂移速率，但它们在频率带宽、漂移速率和统计分布上有着本质的不同。我们认为它们可能是由不同的加速机制产生的。III型对爆发可以由通过闪耀的磁重联加速的高能电子束触发，尖峰爆发由通过快速重联等离子体流出撞击闪耀的环顶触发的终止冲击波加速的高能电子产生，和斯派克-类似的爆发可能是由CME和CME之间的相互作用触发的移动磁重联加速的非热电子产生的。背景磁化等离子体。这些结果有助于我们理解太阳耀斑中非热粒子的产生机制和能量释放。
2019-09-29 astro-ph.SR
Drift-induced deceleration of Solar Energetic Particles
利用相对论全轨道试验粒子模拟方法，研究了太阳高能粒子（SEPs）在帕克螺旋结构中从弱到强散射的情况下，从太阳到行星际空间传播过程中的减速现象。计算保留了描述粒子轨迹的所有三个空间变量，允许模拟任何穿过磁场的传输。大的能量变化发生质子，由于标准的绝热减速和粒子漂移的方向相反的太阳风电场的显着贡献的综合效应。后者漂移引起的减速被发现有一个更强的SEP能量比银河系宇宙射线的影响。发现以1 MeV注入的质子的动能在四天后减少了35%至90%，而以100 MeV注入的质子减少了20%至55%。减速的整体程度是散射平均自由程的弱函数，这表明，虽然绝热减速起作用，很大的贡献是由于粒子漂移。目前的SEP运输模型被发现占漂移引起的减速在一个近似的方式，其准确性将需要在今后的工作进行评估。
2015-06-12 astro-ph.SR physics.space-ph
Assessing the Influence of Input Magnetic Maps on Global Modeling of the Solar Wind and CME-driven Shock in the 2013 April 11 Event
在过去的十年中，在开发基于物理的太阳风和日冕物质抛射（CME）模型方面做出了重大努力，这些模型已经或正在转移到国家中心（例如，SWPC、CCMC），以实现空间天气预测能力。然而，用于空间天气预报的输入数据覆盖面极为有限。一个主要的限制是太阳磁场测量，这是用来指定的全球磁流体动力学（MHD）模型的内边界条件。在这项研究中，使用阿尔芬波太阳模型（AWSoM），我们定量评估的磁场地图输入（天气/历时与同步磁地图）的全球建模的太阳风和CME驱动的冲击在2013年4月11日太阳高能粒子（SEP）事件的影响。研究表明，由于背景太阳风的不均匀性和CME的动力学演化，CME驱动的激波参数随CME在日球层中的传播而发生显著的时空变化。在全球MHD模拟中，输入磁场图对激波连通性和激波性质有很大影响。因此，这项研究说明了考虑到由于不完美的磁场测量模型的不确定性时，使用该模型提供空间天气预测的重要性。
2022-02-15 astro-ph.SR physics.space-ph
Effect of Dust Rotational Disruption by Radiative Torques and Implications for F-corona decrease revealed by the Parker Solar Probe
帕克太阳探测器（PSP）的第一年结果显示，从$D=0.166-0.336$ AU（或$\sim 9.22- 18.69~R_{\odot}$的内部伸长）到太阳的距离，F-日冕尘埃逐渐减少（Howard等人，2019）。这样的F-日冕的减少不能解释的流行的硅酸盐组合物，这意味着在日心半径$R\lesssim 4-5R_{\odot}$的无尘区边界的尘埃升华的情况下，但可以解释的呼吁不同的尘埃成分与不同的升华锋。在本文中，我们提出了一个额外的解释F-电晕减少使用我们新引入的机制，即所谓的辐射扭矩破坏（RATD）机制的尘埃破坏。我们证明，RATD迅速打破大颗粒成纳米粒子，使他们可以有效地摧毁由慢太阳风，扩展无尘区建立的热升华$R_{dfz}\sim 8R_{\odot}$的高能质子轰击引起的非热溅射。除了这个扩展的无尘区，我们发现，尘埃质量逐渐减少，从$R\sim 42R_{\odot}$向太阳由于部分去除纳米尘埃的非热溅射。RATD和非热溅射的联合效应可以成功地再现PSP所观察到的$19-9R_{\odot}$之间F-电晕的逐渐减小。最后，RATD机制可以有效地产生通常在内太阳系中观察到的纳米颗粒。
2021-07-07 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.space-ph
Time dependence of Fe/O ratio within a 3D Solar Energetic Particle propagation model including drift
上下文在太阳高能粒子（SEP）事件中，铁和氧的强度分布经常显示出不同，从而导致Fe/O比随时间而降低。这种行为背后的物理机制尚未完全了解，但这些观测特征为物理建模工作提供了重要的测试。目标。在本文中，我们研究了铁和氧SEP离子的传播使用的三维模型的传播，其中包括帕克螺旋磁场中的引导中心漂移的效果。我们得到的时间强度分布的各种观察员的位置和研究的Fe/O比的时间演化。方法.我们使用3D全轨道测试粒子模型，其中包括散射。行星际磁场的结构是单极帕克螺线。粒子从2个太阳半径的致密区域瞬间释放，并允许在3D中传播。结果由于梯度和曲率漂移，Fe和O都经历了显著的跨磁场的传输。我们发现，Fe离子漂移比O离子，由于其较大的质荷比，使观察者，这是不是磁连接到源区将观察到Fe到达O之前，在相同的范围内的能量每核子的粒子。因此，对于大多数观察者位置来说，Fe/O比随着时间的推移而下降。结论.我们的结论是，传播效应与漂移产生的Fe/O比随时间的衰减，定性再现SEP事件配置文件中观察到的。
2016-10-19 astro-ph.SR
A Self-consistent Simulation of Proton Acceleration and Transport Near a High-speed Solar Wind Stream
太阳风流相互作用区（SIR）的特征往往是高能离子增强。加速这些粒子的机制以及加速发生的位置仍然存在争议。在这里，我们报告了2019年9月帕克太阳探测器在~0.56 au和日地关系观测站在~0.95 au观测到的SIR事件的模拟结果，当时两个航天器都与太阳大致径向对齐。模拟再现了两个航天器观测到的太阳风配置和高能粒子增强。我们的研究结果表明，高能粒子产生的压缩波与SIR和超热尾的太阳风是一个很好的候选人，以提供粒子加速的种子人口。模拟证实，加速过程不需要冲击波，并且已经可以在地球轨道内开始，能量依赖于粒子加速的精确位置。太阳风流的三维结构强烈地调制了高能粒子的分布，说明了先进的模型来理解这些粒子事件的必要性。
2021-02-22 astro-ph.SR physics.space-ph
Case studies of multi-day 3He-rich solar energetic particle periods
上下文内日球层的脉冲太阳高能粒子事件显示了3He的长期富集。目标。研究了长时间的富3He太阳高能粒子（SEP）事件的源区。我们找到了负责任的开放磁场区域，我们结合势场源表面外推（PFSS）与帕克螺旋，并比较了磁场的识别源区域与原位磁场。候选开放视野区域是活性区域谱斑。利用太阳动力学观测站和STEREO的极紫外图像以及STEREO和WIND的射电观测对活动进行了检查。结果多天周期的3He丰富的SEP事件与离子生产在单个活动区。小耀斑或日冕喷流是它们的主要来源。我们还发现，3He的富集可能取决于日冕喷流的出现率。
2015-06-14 astro-ph.SR
Modeling the 10 September 2017 solar energetic particle event using the iPATH model
2017年9月10日，一个快速的日冕物质抛射（CME）从活动区（AR）12673爆发，导致地球的地面增强（GLE）事件。使用2D改进的粒子加速和传输在日光层（iPATH）模型，我们模拟了2017年9月10日在地球，火星和STEREO-A观测到的大型太阳高能粒子（SEP）事件。基于观测证据，我们假设CME驱动的冲击在喷发后不久经历了一个大的横向扩张，在这个模拟中，这是由一个双高斯速度分布模型。我们使用的现场冲击到达时间和观测到的CME速度在多个航天器在地球和火星附近的约束条件，以调整输入模型参数。模拟的时间强度分布和能量密度的高能质子，然后与观测进行比较。在地球上的模拟结果与GOES-15的观测结果不同。相反，在地球以西20度的日心经度处的模拟结果与GOES观测相当吻合。这可以解释，如果事件前的太阳风磁场在地球上是不是由一个名义帕克场描述。我们的研究结果表明，一个大的横向扩张的日冕物质抛射驱动的冲击和扭曲的行星际磁场，由于以前的事件可以是重要的，在理解这个GLE事件。
2020-05-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Effect of Star Rotation Rates on the Characteristics of Energetic Particle Events
最近开普勒任务在太阳型恒星上探测到的超级耀斑提出了一种可能性，即它们可能与高能日冕物质抛射（CME）和高能粒子事件（SEP）有关。这些空间天气事件可能会影响这些恒星周围系外行星的可居住性。在这里，我们使用改进的粒子加速和传输在日光层（iPATH）模型，模拟的时间强度分布和光谱的SEP加速在CME驱动的冲击从不同年龄的恒星跟踪其旋转速率。我们考虑一个类太阳（G型）恒星，有6个不同的旋转速度，从0.5到3.0倍的太阳旋转速度。在所有6种情况下，一个快速的CME发射速度相同的1500公里/秒，并在3个位置得到的时间强度分布和能量谱在5个位置在1 AU。还示出了作为r的函数的激波阵面处的最大粒子能量。我们的研究结果表明，在0.8 AU的最大粒子能量在冲击波前的增加与恒星的旋转速率。然而，事件集成光谱的五个选定的位置沿CME路径显示复杂的模式。这是因为快速旋转恒星的帕克磁场缠绕得更紧。我们的研究结果可用于估计太阳型恒星周围的类地系外行星的辐射环境。
2019-06-12 astro-ph.SR physics.space-ph
Energetics and 3-D Structure of Elementary Events in Solar Coronal Heating
帕克（Parker，1972）首先提出日冕加热是光球流缠绕日冕磁场线所产生的能量流的必然结果。在本文中，我们将讨论如何修改这个模型已被随后的数值模拟，特别是概述了帕克和“基本事件”，这里定义为小规模的空间和时间隔离的加热事件所产生的连续形成和耗散的场对齐的电流片在日冕循环中引入的“nanoflares”之间的实质性差异。本文采用HYPERION程序对三维可压缩磁流体动力学方程进行了数值模拟。我们使用两种聚类算法来研究模拟基本事件的属性：基于密度的空间聚类应用程序与噪声（DBSCAN）技术的IDL实现;和我们自己的物理距离聚类（PDC）算法。我们识别和跟踪基本加热事件的时间，无论是在温度和焦耳加热空间。对于每个事件，我们都会描述其属性，例如：密度、温度、体积、纵横比、长度、厚度、持续时间和能量。事件的能量在$10^{18}-10^{21}$尔格范围内，持续时间短于100秒。一些事件持续长达200秒，释放的能量高达$10^{23}$尔格。虽然高温通常位于通量管顶点，但电流一直延伸到足点。因此，一个单一的基本事件目前无法检测。观测到的辐射是由于环内空间和时间上随机分布的许多基本事件的叠加。
2021-03-24 astro-ph.SR
Isotropization and Evolution of Energy-Containing Eddies in Solar Wind Turbulence: Parker Solar Probe, Helios 1, ACE, WIND, and Voyager 1
我们检查径向演变的相关长度垂直（\(λ_C^{\perp}\)）和平行（\(λ_C^{\parallel}\)）的磁场方向，计算从太阳风磁场数据测量帕克太阳探测器（PSP）在其前八个轨道，太阳神1号，先进的成分探测器（ACE），风，和旅行者1号航天器。相关长度按间隔的排列角度分组;磁场和太阳风速度矢量之间的角度（\(Θ_{\rm BV}\)）。平行和垂直角通道分别对应于角度\(0^{\circ}~<~Θ_{\rm BV}~<~40^{\circ}\)和\(50^{\circ}~<~Θ_{\rm BV}~<~90^{\circ}\)。我们观测到内日球层在0.40~au范围内存在各向异性，而\(λ_C^{\parallel} / λ_C^{\perp} \approx 0.75\)在0.10~au范围内存在各向异性。这种各向异性随着日心距的增大而减小，相关长度在1~au范围内大致各向同性。ACE和WIND的结果支持各向异性的反转，例如\(λ_C^{\parallel} /λ_C^{\perp} \approx 1.29\)在1~au。该比率在1~au之后似乎没有显著变化，尽管Voyager数据集中的少量平行间隔排除了得出明确结论的可能性。这项研究提供了见解的径向演变的大，最有活力的相互作用的湍流波动在日光层。我们还强调跟踪采样方向的变化，在PSP测量的航天器接近太阳时，使用这些数据来研…
2022-05-01 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
From Sun to interplanetary space: What is the pathlength of Solar Energetic Particles?
太阳高能粒子（SEP）在太阳爆发期间被加速，在被原位仪器观测之前在湍流太阳风中传播。为了解释它们的起源，通过与太阳喷发的遥感观测比较，因此，我们必须去卷积的传输效果，由于湍流磁场从SEP观测。最近的研究表明，SEP传播是由穿过平均磁场的磁力线的湍流弯曲引导的。然而，由于场线弯曲，SEP行进的距离延长，迄今为止尚未包括在SEP事件分析中。这一遗漏可能会导致在估计太阳上SEP的释放时间时出现重大错误。我们调查的SEP考虑他们传播的距离沿场线蜿蜒封闭的磁性岛屿是固有的湍流等离子体。我们引入了一个场线Randow Walk模型，该模型考虑了磁岛的物理尺度。我们的方法解决了扩散方程导致不切实际的短路径长度的问题，以及随机行走的路径长度对随机行走步长的分形依赖性。我们发现，从太阳到1 AU的路径长度可以低于标称帕克螺旋长度SEP事件发生在太阳耀斑45 E至60 W，而西方和后面的肢体粒子可以经历的路径长度长于2 AU由于场线曲折。
2019-12-03 astro-ph.SR physics.space-ph
Correcting for interplanetary scattering in velocity dispersion analysis of solar energetic particles
为了了解太阳高能粒子（SEP）的起源，我们必须研究它们相对于其他太阳爆发现象的注入时间。传统上，使用速度色散分析（VDA）来确定注入时间，其中使用在1 AU处观察到的事件开始时间与SEP的反向速度的线性拟合来导出第一到达粒子的注入时间和路径长度。然而，VDA并没有考虑到在1天文单位处产生统计学上可观察到的起始粒子已经分散在行星际空间中。我们使用Monte Carlo测试粒子模拟的高能质子研究粒子散射的影响，可观察到的SEP事件发生以上的事件前的背景，因此对VDA的结果。我们发现，VDA的结果是敏感的事件前和事件粒子谱以及SEP注入和散射参数的属性。特别是，接近标称帕克螺旋长度的VDA获得的路径长度并不意味着VDA注射时间是正确的。我们研究的延迟所观察到的发病所造成的粒子的散射，并推导出一个简单的估计延迟时间，通过使用在SEP发病的强度增加率作为一个参数。我们适用于磁连接SEP事件2000年6月10日的校正，并表明它可以提高路径长度和注入时间的估计，同时也增加了误差限制，以更好地反映VDA的固有不确定性。
2015-04-23 astro-ph.SR physics.space-ph
Heliosphere for a wide range of interstellar magnetic field strengths as a source of energetic neutral atoms
IBEX对日光层起源的高能中性原子（ENA）的观测与基于日光层模型的预期不同。有人提出，日光层的结构可能类似于Parker在1961年导出的强星际磁场情况下的“双流”模型。使用MHD模拟，我们研究了可能的结构的日光层的星际磁场强度的范围很广，不同的选择星际介质和太阳风参数。对于模型日球，我们计算了日鞘内产生的ENA通量，并与IBEX观测结果进行了比较。我们发现，在强星际场（$\sim$ 20 $μ$ G）下，模型日球中的等离子体流具有“双流”结构，直到$\sim$ 5 $μ$ G时仍可见.得到的ENA通量分布显示出与IBEX观测到的“裂尾”效应相似的特征。在我们的模型中，这种效应的主要原因是两个组成部分（快速和缓慢）的太阳风结构。
2015-07-02 astro-ph.SR
Cross-Field Transport of Solar Energetic Particles in a Large-Scale Fluctuating Magnetic Field
利用全轨道粒子模拟程序，模拟了太阳高能粒子（SEP）在行星际磁场（IMF）中的运动轨迹.粒子在三种传播条件（无散射，散射平均自由程λ =0.3 AU和λ =2 AU）下经历的交叉场传输的特征在于Parker螺旋几何形状。在从模拟输出计算粒子位移和扩散系数时，考虑了磁场随太阳径向距离的膨胀的作用。据发现，跨磁场的运输是增强在λ =0.3 AU和λ =2 AU的情况下，相比于无散射的情况下。垂直扩散系数与平行扩散系数的比值在0.01和0.08之间变化。垂直于磁场的纬向与纵向扩散系数之比通常为0.2，表明在纬向的传输效率可能较低。
2012-02-27 astro-ph.SR
