Candidate Auroral Observations during the Major Solar-Terrestrial Storm in May 1680: Implication for Space Weather Events during the Maunder Minimum
蒙德极小期(1645-1715年)被认为是自1610年以来望远镜观测到的唯一一个太阳黑子极小期。在这个时期,太阳非常安静,不寻常地没有太阳黑子。然而,尽管频率降低,但在此期间,在中欧地区报告了候选极光,并与行星际日冕物质抛射(ICME)的发生有关,而其中一些已被确定为误解。在这里,我们分析了1680年6月1日候选极光的报告,同时在中欧进行了观测,并将它们的描述与早期现代极光的视觉描述进行了比较。大多数1680年5月22日、24日和27日的太阳黑子图都显示,这个明显的太阳黑子可能是ICME的来源,这导致了报告中的候选极光。另一方面,它的强度估计表明,在这一候选极光的磁暴可能是在风暴的能力来自共转相互作用区(CIR)。因此,我们容纳ICME和CIR作为其可能的起源。根据赤道极光边界的重建边缘,这种解释可能适用于经常引用的匈牙利目录中的候选极光。此外,这个目录本身已经澄清,在MM期间的相当多的候选人可能是误解。因此,匈牙利极光可见度的频率可能比以前认为的要低,并且与现有重建中普遍缓慢的太阳风更加一致,而太阳黑子和日冕洞的零星出现仍然会引起偶尔的地磁风暴。
2020-08-31 astro-ph.SR physics.geo-ph physics.space-ph
Type I Solar Radio Bursts Modulated by Solar Flares
Dezhou University(德州学院);Purple Mountain Observatory & Key Lab. of Radio Astronomy, Chinese Academy of Sciences(中国科学院紫金山天文台射电天文重点实验室)
该研究分析2023年12月24日的I型太阳射电暴,发现M2.9级耀斑可通过磁场重构调制该射电暴,揭示了耀斑与I型噪声风暴的关联及噪声风暴的产生机制。
2026-09-01 astro-ph.SR
Machine learning as a flaring storm warning machine: Was a warning machine for the September 2017 solar flaring storm possible?
Università di Genova(热那亚大学);Università di Padova(帕多瓦大学);CNR - SPIN(意大利国家研究委员会超导、创新材料与器件研究所)
机器学习是目前耀斑预测的首选方法,监督技术的传统版本和深度版本正在成为空间天气这一领域预测中最常用的方法。然而,到目前为止,机器学习还不能实现用于耀斑风暴的操作警报系统,并且过去十年的科学文献表明,它在预测强烈的太阳耀斑方面的性能不是最佳的。预测太阳耀斑风暴的主要困难可能有两个。首先,大多数方法被认为是提供概率预测,而不是发送二进制是/否指示沿扩展的时间范围内连续发生的耀斑。第二,耀斑风暴的典型特征是高能量事件的爆发,这很少被记录在空间飞行任务的数据库中;因此,监督方法是在非常不平衡的历史数据集上训练的,这使得它们对强烈耀斑的预测特别无效。然而,在这项研究中,我们表明,监督机器学习可以用于及时发送有关过去十年中最暴力和最意想不到的耀斑事件的警告,甚至可以在一定程度上准确预测在风暴的整个时间过程中磁重联每天释放的能量预算。此外,我们还表明,稀疏增强机器学习和特征排名的结合可以识别能量在预测过程中作为活跃区域属性所发挥的突出作用。
2020-07-05 astro-ph.SR cs.LG
Exoplanet Occurrence Rate with Age for FGK Stars in Kepler
本研究利用开普勒数据测量FGK恒星系外行星发生率与年龄的关系,发现无显著趋势,仅低质量富金属恒星有轻微下降,暗示发生率可能因动力学不稳定性随时间降低,但需更大样本确认。
2025-01-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Historical Auroras in the 990s: Evidence for Great Magnetic Storms
最近,在994年的树木年轮中发现了一个显著的碳-14增强,这表明在短时间内发生了一个非常大的宇宙射线通量事件。这一特殊宇宙射线事件的起源尚未得到证实,但有一种可能性是它起源于太阳。低纬度极光的当代历史记录可以作为当时强烈太阳活动的支持证据。我们调查了以前报道的以及从90年代开始在当代观测中发现的新记录,以确定潜在的极光。在992年末和993年初,在世界各地,即朝鲜半岛、德国和爱尔兰岛,都发现了潜在的红色极光记录,这表明太阳活动导致了强烈的地磁风暴。
2016-12-04 astro-ph.SR physics.hist-ph physics.space-ph
Solar Energetic Particle Ground-Level Enhancements and the Solar Cycle
强烈的地磁暴似乎是由太阳周期以多种方式排列的。它们更频繁地发生在接近太阳活动极大期和衰退期的时候,在较大的太阳活动周期中更常见,在奇数和偶数太阳活动周期中表现出不同的发生模式。然而,我们对最极端的空间天气事件的了解来自宇宙成因同位素($^{14}$ C、$^{10}$ Be和$^{36}$ Cl)记录的峰值,这些峰值归因于比空间时代观测到的大得多的太阳高能粒子事件。尽管风暴和SEPs都是由太阳爆发现象驱动的,但极端风暴和极端SEPs之间的事件对应性很低。因此,不应该先验地假设,太阳风暴的太阳周期模式也适用于SEP和宇宙成因同位素事件。在这项研究中,我们调查的时间和大小的67 SEP地面增强(GLEs)的中子监测器记录自20世纪50年代中期以来的太阳周期的趋势。使用一些模型的GLE发生概率,我们表明,GLE是一个因素4左右,更有可能围绕太阳最大比太阳最小,他们优先发生在偶数太阳周期早于奇数周期。没有足够的数据来最终确定更大的太阳周期是否会产生更多的GLE。假定的空间天气事件的宇宙成因同位素记录的影响进行了讨论。我们发现,GLE往往会在几十天内聚集,这可能是由于个别活动区域特别富有成效,并且由于太阳周期的有序性,间隔大约11年。但这些时间尺度并不能解释宇宙起源同位素峰值,这需要连续几年多次极端SEP事件。
2022-07-27 astro-ph.SR physics.space-ph
Artificial Intelligence Could Have Predicted All Space Weather Events Associated with the May 2024 Superstorm
本研究利用AI模型(包括Vision Transformer、视频深度学习和物理驱动模型)预测2024年5月超级风暴相关事件,实现了高精度预测,展示了AI在空间天气预报中的巨大潜力。
2025-01-24 astro-ph.SR physics.space-ph
Multi-MeV electron occurrence and lifetimes in the outer radiation belt and slot region during the maximum of solar cycle 22
该研究利用CRRES HEEF数据分析第22太阳活动周峰值期外辐射带和槽区相对论电子的出现与损失时间尺度,首次确定槽区多MeV电子寿命并指出Kp与投掷角扩散解释的局限。
2025-09-29 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Unprecedented Multipoint Observation of Spatially Varying ICME Turbulence of Different Ages during October 2024 Extreme Solar Storm at 1 AU
Space Physics Laboratory, Vikram Sarabhai Space Centre, Indian Space Research Organization(印度空间研究组织维克拉姆萨拉巴伊航天中心空间物理实验室);Department of Physics, University of Kerala(喀拉拉大学物理系);National Institute for Astrophysics, Institute for Space Astrophysics and Planetology(意大利国家天体物理研究所空间天体物理学与行星科学研究所);Centre for Space Science and Technology, Indian Institute of Technology Roorkee(印度鲁尔凯理工学院空间科学与技术中心);Physical Research Laboratory(物理研究实验室)
本文通过多卫星观测揭示了2024年10月极端太阳风暴中ICME湍流的空间变化特征,分析了不同距离下的湍流成熟度和各向异性,发现激波诱导能量注入显著改变了鞘湍流,并指出磁重联等内部过程对ICME演化的影响。
2026-04-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Geoeffectiveness of Coronal Mass Ejections in the SOHO era
研究的主要目的是确定地磁Dst指数作为日冕物质抛射(CME)和太阳耀斑参数的函数的概率分布,以建立一个地磁风暴强度的概率预报工具。几个CME和耀斑参数,以及连续CME发生的影响,在一定范围内的DST指数值改变的概率,进行了检查。结果证实了一些已知的远程观测的太阳爆发事件和地磁暴的属性之间的关系,即初始CME速度的重要性,视宽度,源位置,和相关的太阳耀斑类。在本文中,我们量化这些关系的形式,用于空间天气预报在未来。统计研究的结果被用来建立一个经验统计模型,用于预测基于太阳CME和耀斑的远程观测的磁暴强度的概率。
2014-10-13 astro-ph.SR physics.space-ph
Low-Latitude Auroras: Insights from 23 April 2023 Solar Storm
本研究结合多航天器原位粒子数据与地磁观测,分析2023年4月印度Hanle观测到的低纬度红极光,明确极光未抵达印度,解释了其由极光卵高处发射及卵区向赤道微扩导致的成因,深化了对低纬度极光的认识。
2024-04-25 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Evidence that the Occurrence Rate of Hot Jupiters around Sun-like Stars Decreases with Stellar Age
本文构建分层贝叶斯框架,结合California Legacy Survey的46颗巨行星与382颗类太阳恒星样本,发现热木星发生率随恒星年龄在Gyr尺度下降,并据此约束恒星潮汐品质因子。
2023-09-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
The $δ$ Scuti pulsator occurrence as a function of age, $T_{\rm eff}$, rotation, and metallicity
Institute for Astronomy, University of Hawai‘i(夏威夷大学天体物理研究所);Sydney Institute for Astronomy, School of Physics, University of Sydney(悉尼大学物理学院悉尼天体物理研究所);Centre for Astrophysics, University of Southern Queensland(南昆士兰大学天体物理中心)
本研究利用TESS数据,通过500pc内20-9亿年的疏散星团,发现δ Scuti脉动星出现率随年龄降低,快速自转对维持其脉动关键,还明确了温度与脉动停止的关联。
2026-08-11 astro-ph.SR
A Comparative Study of 2017 July and 2012 July Complex Eruptions: Are Solar Superstorms "Perfect Storms" in Nature?
从科学和社会的角度来看,理解极端空间天气的产生至关重要。我们基于对2012年7月23日和2017年7月23日爆发的比较研究来讨论太阳超级风暴的形成。第一个是卡林顿级,第二个可能与1989年3月的事件相媲美,该事件造成了太空时代最强烈的地磁风暴。在历史上最弱的太阳活动周期24中观测到的这些事件表明,太阳超级风暴可以发生在任何太阳活动周期的任何阶段。确定在这两种情况下,包括长寿的喷发性质的活动区,一个复杂的事件组成的连续喷发从同一个活动区,并在运输过程中的相互作用,连续喷发导致异常强烈的喷出物磁场在1 AU。每一个案例都有其独特的特点。上游太阳风的预处理导致异常高的太阳风速度在1 AU观察到在第一种情况下,而不是在后者。这可能表明,“预处理”的概念似乎是制造卡林顿级风暴所必需的。在第二种情况下,我们发现附近的冕洞有相当大的偏转,但在第一种情况下没有。在这些结果的基础上,我们提出了进一步研究的假设,即超级风暴是自然界中的“完美风暴”,即,导致不寻常规模的事件的各种情况的组合。一些极端事件的历史记录似乎支持我们的假设。
2019-02-09 astro-ph.SR physics.space-ph
The VLT/NaCo Large program to probe the occurrence of exoplanets and brown dwarfs in wide orbits: I- Sample definition and characterization
年轻的邻近恒星是使用直接成像技术搜索行星的理想目标。恒星参数的确定是至关重要的成像调查结果的解释,特别是因为星下物体的光度有很强的依赖系统的年龄。我们已经在VLT进行了一个大型的NaCo计划,以便在86颗恒星周围的宽轨道上寻找行星和褐矮星。在文献中,用NaCo观察到的大部分靶点研究得很差。我们进行了一项研究,以表征我们样本中恒星的基本属性(年龄,距离,质量)。为了提高目标年龄的确定,我们编译和分析了一套完整的年龄诊断。我们测量光谱参数和年龄诊断使用专门的观测获得的FEROS和CORALIE光谱仪在拉西拉天文台。我们还广泛使用了档案光谱数据和文献中的结果。此外,我们还利用ASAS和Super-WASP档案中的光度时间序列,推导出我们大部分计划恒星的旋转周期。我们提供了VLT NaCo大型计划中观察到的所有目标的最新特征,该计划旨在探测宽轨道上系外行星和褐矮星的发生。我们的节目明星的中位数距离和年龄分别为64 pc和1亿年。几乎所有恒星的质量都在0.70到1.50太阳之间,中值为1.01 Msun。典型的金属丰度接近太阳,分散度小于径向速度调查中通常观察到的样本。有几颗恒星被证实或被认为是附近年轻运动星系团的成员。八个光谱联星被确定。
2014-05-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Magnetic Clouds: Solar Cycle Dependence, Sources, and Geomagnetic Impacts
磁云(MC)是在太阳风中产生最强南向磁场(Bz south)的瞬态磁性结构。MCs的鞘区也可能携带向南的磁场。向南的磁场是造成空间天气扰动的原因。我们报告了1995年至2017年期间MCs和Bz组件在其鞘区的综合分析。85%的303个MC包含南Bz高达50 nT。鞘层Bz在23年期间可能高达40 nT。最强磁等和Bz南的MC出现在太阳周的下降阶段。双极型MC的极性具有太阳周期依赖性,但其出现频率不具有太阳周期依赖性。单极MCs的出现频率与太阳周期有关,但极性与太阳周期无关。具有最高速度、最大总B星等和最大鞘层Bz南的MC来自更靠近太阳盘中心的源区。大约80%的大Dst风暴是由MC事件引起的。鞘中的南Bz和紧接着的南第一MC的组合产生了最大的风暴。双极MCs的太阳周期依赖性延长到2017年,跨越42年。我们发现,双极MC Bz极性太阳周期的依赖性是由MC起源于静态暗条在衰变的活动区和一组弱MC的来源不明,而极性的双极MC与活动区耀斑总是有混合的Bz极性没有太阳周期的依赖性,因此是最不可预测的Bz预测。
2018-09-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Exhaustive study of three-time periods of solar activity due to single active regions: sunspot, flare, CME, and, geo-effective characteristics
在本文中,我们提出了一个高水平的太阳活动期间,一个单一的活动区产生多个耀斑/CME的多波长研究。根据对太阳黑子的观测,目前的第24个太阳活动周期与前几个太阳黑子活动周期相比强度较低。在当前的第24太阳黑子周期中,几个小型和大型太阳黑子群产生了各种中等和强烈的耀斑/CME事件。在2012-2015年期间,有几个活动区域有大量的耀斑活动穿过太阳的可见盘。在本研究中,我们考虑了2013年10月22日至29日、2013年11月1日至8日和2014年10月25日至8日这三个时间段,在此期间观察到228次耀斑。仅考虑盘中心附近的活动区,已经报道了59个CME(晕或部分),其中只有39个事件与耀斑有关。结果表明,面积较大、形态较复杂、磁场较强的活动区产生极快日冕物质抛射(速度> 1500 km/s)的可能性较大。因此,在所报道的5个X级耀斑中,有3个(60%)与CME有关。CME耀斑相关事件的离地时间在耀斑相关事件发生时间之后有+15到+30分钟的时间间隔,这表明耀斑产生了CME。此外,我们还整理了CME爆发后1 -5天内的磁暴。59次CME中有10%与磁暴有关,但都是中等强度的磁暴。
2020-12-09 astro-ph.SR
Planets Across Space and Time (PAST) IV: The Occurrence and Architecture of Kepler Planetary Systems as a Function of Kinematic Age Revealed by the LAMOST-Gaia-Kepler Sample
本文利用LAMOST-Gaia-Kepler样本研究开普勒行星系统出现率与构型随运动学年龄的变化,发现行星出现率约为50%且与年龄无关,但行星多重度和每星行星数随年龄下降,互轨道倾角随年龄增大,表明行星系统随年龄演化得动力学更热、行星更少。
2023-10-31 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Collisions of Terrestrial Worlds: The Occurrence of Extreme Mid-Infrared Excesses around Low-Mass Field Stars
我们提出的调查结果的发生和性质(恒星年龄和质量趋势)的低质量场恒星表现出极端中红外(MIR)的过度($L_\mathrm{IR} / L_\ast \gtrsim 0.01$)。用于分析的恒星最初是从运动验证的红星(MoVeRS)星表中选择的,这些星表包含SDSS、2MASS和$WISE$测光以及显著的自行。我们确定了584颗恒星表现出极端的MIR过度,根据经验关系的主要序列$W1-W3$颜色选择。对于一个小的子集的样品,我们表明,使用光谱示踪剂的恒星年龄(H $α$和锂${\rm{\small I}}$)和光度类,母样品很可能是由场矮星($\gtrsim$ 1陀螺仪)。我们还发展了低质量Kinetics($LoKi$)星系模型来估计极端MIR过剩样本的完整性。使用银河系的高度作为恒星年龄的代理,完整性校正的分析表明,表现出极端的MIR过度的场星的年龄依赖性。我们还发现了恒星质量的趋势(使用$r-z$颜色作为代理)。我们的研究结果与探测到的极端MIR过量是一致的,这些过量是在两个大型行星或类地行星之间的巨大撞击过程中,在短暂的碰撞级联($\lesssim$ 100,000年)中产生的尘埃。这些具有极端MIR的恒星也支持行星碰撞是形成观测到的$Kepler$二分法的主要机制(需要不止一个模式,通常是两个,以解释$Kepler$观测到的行星系统结构的多样性),而不是不同的形成机制。
2017-02-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A Review for Japanese auroral records on the three extreme space weather events around the International Geophysical Year (1957 -- 1958)
第19个太阳活动周可能是过去四个世纪以来最大的太阳活动周,并以大量的太阳爆发和由此产生的地磁风暴严重破坏了日地环境。国际地球物理年(IGY:1957 - 1958)在其高峰期由国际合作组织,并使科学发展受益,捕捉了多个独特的极端空间天气事件,包括太空时代第三和第四大地磁风暴。在这篇文章中,我们回顾和分析的原始记录,日本极光观测周围的IGY。这些观测由Masaaki Huruhata与专业观测站和公民贡献者合作组织。我们对这些源文件进行了数字化和记录,其中包括1957年3月(最小Dst = -255 nT)、1957年9月(最小Dst = -427 nT)和1958年2月(最小Dst = -426 nT)的重要极光显示。这些记录使我们能够可视化这些极光显示的时间和空间演变,重建它们在不变纬度下的向赤道极光边界,分别为41.4°、38.3°和33.3°,并将它们在当代地磁扰动后的发生情况联系起来。我们的结果已与其他极端空间天气事件期间的显著极光显示进行了比较。这些极光一般呈红色,偶尔有黄色光线。它们的颜色归因于红色氧发射及其与绿色氧发射的混合物。总体而言,这些档案记录提供了参考,为未来的讨论极光活动在独特的强烈和极端的空间天气事件。
2021-12-17 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Discovery of 79 $δ$ Scuti Stars in NGC 3532 Suggests a Decrease of Pulsator Occurrence with Age
利用TESS数据在NGC 3532中发现79颗δ Scuti星,脉动发生率63±6%,表明随年龄下降,快速旋转维持脉动。
2025-10-22 astro-ph.SR
What do halo CMEs tell us about solar cycle 25?
通过比较第23、24和25太阳周期上升期的晕状日冕物质抛射发生率及太阳风特性,发现SC 25介于SC 23和24之间但更接近SC 24,预测SC 25强度与SC 24相似或略强。
2023-06-11 astro-ph.SR
Clustering of fast Coronal Mass Ejections during the solar cycles 23 and 24 and implications for CME-CME interactions
我们研究了发生在太阳活动周23和24期间的快速日冕物质抛射(CME)的成团性质。我们采用两种方法:最大谱方法可以检测主要的簇,并且去簇阈值时间方法提供关于典型的簇属性和时间尺度的细节。我们的分析表明,在不同阶段的太阳活动周23日和24日,CME的速度$\geq 1000\ km/s$优先发生的孤立事件,并在集群平均两个成员。然而,具有更多成员的星团尤其出现在太阳活动周期的最高阶段。在整个周期和太阳活动周23和24的最大阶段,大约50%是孤立事件,18%(12%)发生在2(3)个成员的星系团中,另外20%发生在较大的星系团$\geq 4$中,而在太阳活动极小期,快速日冕物质抛射往往更频繁地发生在孤立事件中(62%)。在不同的太阳活动周阶段,快速日冕物质抛射的典型去成团时间尺度是$τ_c=28-32\ hrs$,而与太阳活动极小期和极大期日冕物质抛射的出现频率差异很大无关。这些发现表明,极端事件的$τ_c$可能反映了大耀斑和CME-多产活动AR的特征能量积累时间。统计关联的快速CME与扰动风暴指数Dst在地球上的集群属性表明,快速CME发生在集群往往会产生更大的磁暴比孤立的快速CME。这可能与CME-CME相互作用产生了更复杂和更强的与地球磁层的相互作用有关。
2020-06-19 astro-ph.SR
Operational solar flare forecasting via video-based deep learning
INAF - Osservatorio Astrofisico di Torino(意大利国家天体物理研究所-都灵天体物理天文台)
业务耀斑预报旨在提供可用于决策的预测,通常是在日常规模上,关于耀斑发生的空间天气影响。这项研究表明,当生成用于网络优化的训练和验证集时,基于视频的深度学习可以用于操作目的,同时考虑太阳周期的周期性。具体而言,本文描述了一种算法,可以应用于建立一套活跃的地区,根据耀斑类率相关联的一个特定的周期阶段是平衡的。这些集合用于训练和验证由卷积神经网络和长短记忆网络的组合组成的长期递归卷积网络。在2015年3月和2017年9月分别包含太阳风暴的两个预测窗口的情况下,评估了这种方法的可靠性。
2022-09-12 astro-ph.SR cs.AI
The Mild Space Weather in Solar Cycle 24
在第24个太阳活动周期期间,空间天气极其温和:主要地磁暴和高能太阳高能粒子事件的数量处于空间时代开始以来的最低水平。使用Wind和ACE仪器在1天文单位处对太阳风进行的测量表明,由于太阳活动较低,内日球层的密度、磁场、总压和阿尔文速度都有显著下降。大型空间天气事件的下降幅度不成比例地高,因为导致这些事件的高能日冕物质抛射的数量并没有显著减少。例如,光环日冕物质抛射(halo CME)是高能日冕物质抛射的一个很好的指标,它的速率与第23周相似,尽管太阳黑子数量下降了约40%。温和的空间天气似乎是由于太阳层的低气压导致日冕物质抛射异常膨胀的结果。异常膨胀导致CME磁含量的稀释,因此磁暴一般较弱。CME驱动的冲击波在弱日光层场中传播,加速高能粒子的效率较低,因此粒子不会获得高能量。最后,我们想指出的是,极端事件,如2012年7月23日发生在太阳背面的CME,除了一个小的质子事件外,没有影响地球。
2015-08-07 astro-ph.SR
Strong perpendicular velocity-space in proton beams observed by Parker Solar Probe
帕克太阳探测器(PSP)上的SWEAP仪器套件探测到了许多与PSP的FIELDS仪器套件观测到的相干、圆偏振、离子尺度波相关的质子束。在PSP遭遇4-8期间的测量揭示了质子速度分布函数(VDFs)中明显的复杂形状,其中束的尖端经历强烈的垂直扩散,导致类似于"锤头“的VDF水平轮廓。“我们把这些质子束及其伴随的‘锤头’特征称为离子射线。我们提出了一个例子,这些观测同时发生的7小时的离子尺度波风暴,并显示结果从初步尝试量化的发生离子strahl加宽通过3组分离子VDF拟合。我们还提供了一个可能的解释离子的垂直散射准线性理论的基础上和平行传播的,右圆极化,快磁声/哨声波的束离子的共振散射。
2021-10-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph