Flows and magnetic field structures in reconnection regions of simulations of the solar atmosphere: do flux pile-up models work?
在数值电阻率为常数、极性相反的磁场作用下,模拟了太阳光球层和色球层磁化后的磁场湮灭和重联过程。利用重联湮灭的精确解析解解释了太阳大气中磁通抵消模拟中的磁重联特征。我们使用MURaM高分辨率光球辐射磁对流模拟来证明磁场重联的存在与磁通量堆积模型一致。此外,一个模拟的数据驱动的色球磁流体动力学模拟被用来证明磁场和流动结构,这是类似的理论预测。这两个模拟表明,流动和磁场结构大致符合加速重联与磁通量堆积。在较强的光球磁场中也证明了标准Sweet-Parker型重联的存在。
2018-09-03 astro-ph.SR
A White-light Flare Powered by Magnetic Reconnection in the Lower Solar Atmosphere
白光耀斑(White-light flares,WLF)是1859年首次观测到的一种太阳耀斑,它的可见光连续谱发射明显增强。这种增强通常发生在大多数高能耀斑中,通常被解释为通过从日冕能量释放点向下传播的非热电子在太阳低层大气中有效加热的结果。然而,这种日冕重连模型难以解释最近发现的小WLF。在这里,我们报告了一次C2.3白光耀斑,它与几种观测现象有关:相反极性光球磁通量的快速减少、两个相邻孔隙的消失、低色球层的显着加热、硬X射线通量的可忽略不计的增加,以及相关的U形磁场配置。所有这些都表明,这个白光耀斑是由太阳大气层下部的磁重联提供动力的,而不是由日冕上部的重联提供动力的。
2020-03-26 astro-ph.SR
3D magnetic field configuration of small-scale reconnection events in the solar plasma atmosphere
太阳的外层大气,即,日冕和色球层充满了小的能量释放事件,并伴随着短暂的增亮和喷流状的喷射。这些事件被认为是太阳等离子体中的磁重联事件,利用Hinode航天器和其他空间和地面观测站最近的先进观测对其动态进行了研究。这些事件发生在太阳大气中的不同位置,并且在其形态和释放的能量方面有所不同。这些重联事件的磁场配置推断的磁场在光球水平的观测的基础上。观测表明,这些磁结构可以分为两组。在第一组中,两个反平行的磁场彼此重新连接,产生2D新兴磁通配置。在第二组中,螺旋或扭曲的磁通量管彼此平行或成相对角度。重新连接只能发生在磁通量管的反平行分量之间,并且可以被称为分量重新连接。后一种配置类型对于较大类别的小规模重连事件可能更重要。在实验室等离子体碰撞实验中,这两种类型的磁位形可以分别与反螺旋位形和共螺旋位形进行比较。
2015-08-22 astro-ph.SR
Signatures of ubiquitous magnetic reconnection in the lower solar atmosphere
宁静太阳中氢巴耳末线翼(QSEBs)的Ellerman炸弹状增亮是太阳低层大气中最小可观测尺度下磁重联基本过程的特征。我们分析了高空间分辨率的观测(0.1弧秒)获得的瑞典1米太阳望远镜,探索签名的准同步辐射的H $β$线。我们发现,QSEBs是无处不在的,均匀分布在整个安静的太阳,主要发生在晶间巷。我们发现多达120个QSEBs在FOV的一个单一的时刻的时间,这是一个数量级以上的数量级高于早期H $α$观测中发现的QSEBs。这表明,在任何给定的时间,太阳低层大气中可能存在大约50万个QSEB。在H $β$线翼中发现的QSEB增亮也存在于线芯中,并向最近的太阳边缘具有时间延迟和空间偏移。我们的研究结果表明,QSEB的发射通过磁重联沿垂直延伸的电流片在太阳低层大气。小尺度磁重联的普遍存在可能对太阳色球的能量平衡起着重要作用。
2020-06-26 astro-ph.SR
Intermittent reconnection and plasmoids in UV bursts in the low solar atmosphere
磁重联被认为是太阳大气中各种动力学现象的驱动力。然而,驱动重联的详细物理机制在用于研究太阳大气的遥感观测中很难辨别。在本文中,我们利用高分辨率的仪器接口区域成像光谱仪(IRIS)和新的CHROMIS法布里-珀罗仪器在瑞典1米太阳望远镜(SST),以确定磁重联的不稳定性和它的关联形成的等离子体团在所谓的紫外线爆发在低太阳大气。Si IV 1403 A紫外猝发光谱的过渡区显示出证据的高度加宽的线轮廓,往往非高斯和三角形的形状,除了签名的双向流动。在理想化的数值模拟中,这样的轮廓先前被链接到由等离子体团不稳定性驱动的磁重联。在色球Ca II K 3934 A线的同时CHROMIS图像现在提供了令人信服的证据,等离子体团的存在,揭示了高度动态和快速移动的增亮,小于0.2弧秒,并在时间尺度上发展的顺序秒。我们的解释的观测支持的详细比较与合成观测先进的数值模拟的磁重联和相关的色球等离子体团。我们的研究结果强调了亚弧秒成像光谱对广泛的温度范围敏感,结合先进的数值模拟,这些模拟足够逼真,可以与观测结果进行比较,从而直接揭示驱动太阳大气中各种现象的小尺度物理过程。
2017-11-13 astro-ph.SR
Ellerman Bombs - Evidence for Magnetic Reconnection in the Lower Solar Atmosphere
长期以来,光球磁重联的存在被认为会引起短脉冲事件,如埃勒曼炸弹(EB)和II型针状体。在这篇文章中,我们结合高分辨率,高节奏的观测干涉二维光谱仪(IBIS)和快速振荡在太阳大气(ROSA)仪器在邓恩太阳望远镜,国家太阳天文台,新墨西哥州与共同对齐的大气成像组件(SDO/AIA)和太阳光学望远镜(Hinode/SOT)的数据,以观察小规模的事件位于一个活跃的区域。然后将这些数据与使用MURaM代码对低层大气进行的最先进的数值模拟进行比较。据发现,增亮,在观察和模拟中,机翼的H α线轮廓,解释为EB,往往是空间相关的FeI 6302.5A线核心的强度增加。从Hinode/SOT磁场数据推断的双极区域显示了与这些EB在空间上相关的通量抵消的证据,表明磁重联可能是这些高能事件的驱动因素。通过对模拟低层大气中类似事件的分析,我们能够推断出与观测结果类似的线轮廓与强相反极性磁通量的区域在空间上发生。这些观测到的事件和它们的模拟对应物被解释为光球磁重联的证据,在使用当前的观测仪器可观察到的尺度。
2013-10-29 astro-ph.SR
Heating mechanisms in the low solar atmosphere through magnetic reconnection in current sheets
模拟了太阳色球层/光球层低层的几种磁重联过程,包括辐射冷却、热传导和双极扩散。结果表明,在太阳低层大气(距太阳表面$100\sim600$ ~km)中,高温($ \gtrsim 8\times10^4$ ~K)和低温($\sim 10^4$ ~K)磁重联事件都可能发生。等离子体$β$受等离子体密度和磁场的控制,是决定等离子体被加热程度的重要因素。低温事件是在高$β$磁重联过程中形成的,焦耳热是加热等离子体的主要机制,最大温升只有几千K。在低$β$磁重联过程中可以产生高温爆炸,附着在发育良好的等离子体团边缘的慢模和快模激波是将等离子体从几千K加热到$8\times10^4$ ~K以上的主要物理机制。低色球层的重力能强烈地阻碍等离子体风的不稳定性和垂直电流片中慢模激波的形成。只有小的次级岛形成,这些岛屿,但是,不发达的水平电流片。这一工作可用于理解太阳低层大气的加热机制,并有可能扩展到解释常见的低温EB($\sim10^4$ ~K)和高温IRIS炸弹($\gtrsim 8\times10^4$)的形成。
2016-11-06 astro-ph.SR
Evidence for Plasmoid-mediated Magnetic Reconnection during a Small-scale Flare in the Partially Ionized Low Solar Atmosphere
本文利用GST和SDO观测及2.5D MHD模拟,在部分电离低太阳大气中发现小尺度耀斑中由约150 km等离子体团介导的磁重联证据,为不同尺度太阳耀斑提出统一重联模型。
2024-04-29 astro-ph.SR
Generation of quasi-periodic waves and flows in the solar atmosphere by oscillatory reconnection
我们调查的长期演变的最初浮力磁通量管出现到一个重力分层的冕洞环境,并报告由此产生的振荡和外流。我们进行了2.5D非线性数值模拟,推广了McLaughlin等人(2009)和Murray等人(2009)的模型。我们发现,振荡重联的物理机制自然产生准周期性的垂直外流,与横向/摇摆方面。垂直流出包括一个周期性的方面和证据的正向流动。垂直外流的速度(20-60公里/秒)与观测文献中报道的速度相当。我们还进行了一个参数的研究不同的磁强度的浮力通量管,并找到一个范围内的相关周期性:1.75-3.5分钟。因此,振荡重联的机制可能提供一个物理解释的一些高速,准周期性,横向外流/射流最近报道的众多作者和仪器。
2012-03-30 astro-ph.SR
Empirical atmosphere model in a mini flare during magnetic reconnection
镁II,CII,和SiIV离子IRIS光谱的时空分析,使我们能够研究的动态和分层的耀斑大气沿视线期间的磁重联阶段在射流基地。强不对称的MgII和CII线剖面与扩展的蓝色翅膀观察到的重联网站解释存在两个色球温度云:一个爆炸云蓝移在290公里/秒和一个云较小的多普勒频移(约36公里/秒)。同时在同一地点观测到一个小耀斑,在多温度(AIA),在几个光谱IRIS线(如Oiv和Siiv,Mexico),在Siiv线轮廓中识别的色球线的吸收,巴耳末连续谱的增强和FERMI/GBM的X射线发射中具有强发射。用标准厚靶耀斑模型计算了FERMI观测到的非热电子的能量,并与Balmer连续谱辐射的能量进行了比较。我们表明,20 keV以上的非热电子的低能量输入仍然足以产生过量的巴尔末连续谱。
2021-12-13 astro-ph.SR
Jet formation in solar atmosphere due to magnetic reconnection
利用数值模拟,我们表明,射流与II型针状体和冷日冕射流对应的温度$10^{4}$ K的功能,可以形成由于磁重联的情况下,在磁阻率。为此,我们使用C7平衡太阳大气模型和假设电阻MHD规则的等离子体的动力学模型的低色球日冕区域。我们分析的磁场配置对应于两个相邻的具有相反极性的环。环脚的分离决定了电流片的厚度,电流片的厚度触发了磁重联过程,并进一步形成高速和尖锐的结构。我们分析了两个线圈的磁场强度相等和不同的情况。在第一种情况下,在对称的配置中,骨针垂直升高,而在不对称的配置中,结构显示出倾斜。在2.5D方法下进行了大量的模拟,我们探索了激发射流的各种性质,即形态,倾角和速度。参数空间涉及20和40 G之间的磁场强度,并且假定电阻率是均匀的,具有$10^{-2}Ω\cdot m$阶的恒定值
2016-09-29 astro-ph.SR
Three dimensional magnetic reconnection mediated with plasmoids and the resulted multi-thermal emissions in the cool atmosphere of the Sun
本研究利用 MURaM 代码进行三维辐射磁流体动力学模拟,探讨了太阳低层大气中由等离子体团介导的磁重联过程,发现该过程产生冷热等离子体共存现象,合成的光谱与图像特征解释了 Ellerman bombs 与 UV bursts 的时空关联。
2025-08-14 astro-ph.SR
Magnetically coupled atmosphere, fast sausage MHD waves, and forced magnetic field reconnection during the SOL2014-09-10T17:45 flare
我们研究了2014年9月10日GOES X1.6太阳耀斑期间太阳大气的物理性质和行为。用小波分离方法分析了稳态等离子体流和快速香肠型MHD波。利用垂直流近似非线性无力场程序研究了磁耦合大气和强迫磁场重联。本文研究了磁流体波从光球到达日冕前不经耗散或反射的传输机制和日冕上的波能分布机制。我们报告了一个共同的行为(极)紫外稳态等离子体流(速度15.3 -> 10.9 km/s)和快香肠MHD波(阿尔芬速度13.7 -> 10.3 km/s,特征周期1587-> 1607 s),在SDO/AIA/HMI和IRIS空间仪器观测到的各个大气层(光球-日冕)的圆柱形等离子体波导中传播。本文分析了黑子本影上方磁场通量管引起的磁耦合太阳大气和波强迫的磁场重联。太阳地震与捕获,泄漏和隧道模式的波,消散,特别是在太阳日冕,讨论了其可能的贡献,外层大气加热。我们证明了快速香肠MHD波的色散性质,它可以很容易地产生泄漏和其他模式传播的波导外,和磁场通量管连接的各个大气层可以分配整个活动区域的磁场能量。这种机制有助于日冕能量平衡和我们对日冕加热如何维持的了解。
2020-10-04 astro-ph.SR
Observational Signatures of Simulated Reconnection Events in the Solar Chromosphere and Transition Region
本文给出了在太阳大气模型中波致磁重联的数值模拟结果。在磁场几何形状,我们在这篇文章中研究,波,驱动的单色活塞和驱动器采取从日出观测,诱导周期性重联的磁场,这种重联似乎有助于驱动长周期色球喷流。通过综合对各种波长的观测,这些波长对大范围的温度敏感,我们揭示了太阳大气中大量的喷流现象之间经常令人困惑的关系,例如,爆炸事件、针状物、闪光和其他被认为是由重连引起的现象。
2009-02-05 astro-ph.SR
Multiwavelength Observations of Small-Scale Reconnection Events triggered by Magnetic Flux Emergence in the Solar Atmosphere
新兴的磁通量和预先存在的环境场之间的相互作用已经成为一个“热”的话题,无论是数值模拟和高分辨率的太阳大气观测。在磁通量出现期间出现的增亮和浪涌被认为是磁重联过程的标志。我们提出了一个小规模的通量出现事件的NOAA 10971,同时观察到瑞典1米太阳望远镜在拉帕尔马和\emph{Hinode}卫星在2007年9月的联合活动。极高分辨率的G波段、H $α$和\ion{Ca}{2} H滤波图、\ion{Fe}{1}和\ion{Na}{1}磁图、极紫外光栅扫描和X射线图像显示,该新兴区域与色球、过渡区和日冕增亮以及色球浪涌有关。我们认为这些特征是由大气中低空的磁重联引起的。为了支持这一想法,我们使用FROMAGE服务执行潜在的和线性的无力场外推。外推表明,出现的网站是一个三维零点,从脊柱起源的空间。这种磁场配置和出现的通量区域上方的磁力线的整体取向与在不同大气层中观察到的结构是兼容的,并且对无力场参数的变化保持稳定。我们的分析支持最近的三维数值模拟的预测,充满活力的现象可能会导致新兴的通量和预先存在的色球和日冕领域之间的相互作用。
2010-07-27 astro-ph.SR
Multi thermal atmosphere of a mini solar flare during magnetic reconnection observed with IRIS
界面区成像光谱仪(IRIS)具有很高的空间和时间分辨率,可以对磁重联期间的太阳色球和日冕活动进行特殊的等离子体诊断。本工作的目的是研究等离子体的精细结构和动力学在喷流的基础上形成一个小型耀斑之间的两个新兴的磁通量(EMF)与IRIS和太阳动力学天文台(SDO)的仪器观测。我们进行时空分析的IRIS光谱中观察到的光谱范围内的Mg II,C II,和Si IV离子。利用云模型技术计算了Mg Ⅱ谱线的多普勒速度。强不对称Mg II和C II线剖面与扩展的蓝色翅膀观察重联网站(喷基地)解释存在两个色球温度云,一个爆炸云蓝移在290公里/秒和一个云较小的多普勒频移(约36公里/秒)。同时在相同的位置(喷气基地),几个过渡区线(如O IV和Si IV),镁II的三重线的巴尔默连续和吸收的识别色球线在Si IV广泛的配置文件的发射强发射已被观察和分析。这样的IRIS线和连续辐射的观测,使我们能够提出一个分层模型的白光迷你耀斑大气层的多层不同的温度沿视线,在重联电流片。这是我们第一次能够通过使用云模型技术来量化垂直于喷流方向喷射的冷云的快速(可能是Alfvénic流)。我们推测,在重联过程中,被抛射出的云团可能来自于被束缚在两个电磁场之间的等离子体,也可能是色球层温度(冷)的上升流物质引起的
2020-10-29 astro-ph.SR
Radiation magnetohydrodynamics modeling of an impulsively driven chromospheric jet in the solar atmosphere
Escuela Nacional de Estudios Superiores (ENES) Unidad Morelia, Universidad Nacional Autónoma de México, Unidad Morelia(墨西哥国立自治大学莫雷利亚高级研究学院)
通过非理想磁流体动力学方程耦合辐射传输方程,模拟了太阳色球中脉冲驱动的射流形成与演化,发现辐射传输在光学薄日冕中作为冷却机制主导射流耗散。
2025-10-07 astro-ph.SR
3D magnetic reconnection and its application to solar flares
太阳耀斑是发生在太阳大气中的强烈辐射。它们由磁重联提供动力,磁重联是一种可以将磁能转化为热能和动能等其他形式能量的现象,据信它在宇宙中无处不在。随着太阳观测的空间和时间分辨率的不断提高,以及受益于计算机能力不断提高的数值模拟,我们现在可以探讨三维磁重联的性质和特征,以更好地了解其在我们的恒星大气层爆发耀斑期间的后果。我们在下面回顾了在不同战线上为解决磁重联问题所作的努力。特别是,我们将看到理解3D中的磁拓扑如何帮助定位最可能发生重联的区域,电流层如何在3D中演变,以及重联如何导致通量绳,等离子体团和耀斑环的形成。
2016-12-20 astro-ph.SR
A comparative study of resistivity models for simulations of magnetic reconnection in the solar atmosphere. II. Plasmoid formation
本研究利用Bifrost代码开展二维冕区磁重联模拟,对比多种电阻率模型下等离子体团与伦德奎斯特数的关联,发现超扩散模型在低分辨率下可复现高分辨率均匀电阻率的等离子体团特征。
2024-01-02 astro-ph.SR
Plasmoid-mediated reconnection in solar UV bursts
紫外线爆发是太阳大气中的瞬变现象,在极端紫外线中会持续一至几十分钟的脉冲发射。它们通常显示出响应于磁重联的双向流出的光谱轮廓。为了理解紫外线爆发,我们研究了表面磁性元素的运动如何驱动电流片的自洽形成,从而导致等离子体团介导的重连。特别是,我们想研究大气层中重联高度的作用。我们进行了从太阳表面到高层大气的二维MHD方程的数值实验。受观察的启发,我们将一个小的磁贴片嵌入到一个极性相反的磁场的大系统中。这种配置在初始势场中创建X型中性点。这些模型的特征在于该X点高度处的等离子体β。表面的驱动将X点拉伸成电流片,在电流片中出现等离子体团,并形成双向喷流。这与预期的紫外线爆发或爆炸事件是一致的,我们提供了一个自洽的模型,在这种事件中的重连区域的形成。重力分层给出了一个解释,为什么爆炸事件被限制在一个温度范围内的几个0.1 MK左右,和存在的等离子体团在重联过程中提供了一个理解的时间尺度上的瞬态事件期间观察到的变化。我们的数值实验提供了一个全面的了解紫外线爆发和爆炸事件,特别是如何大气响应的变化,如果重连发生在不同的等离子体β,即在大气中的不同高度。这一分析也提供了新的见解如何紫外线爆发可能与光球埃勒曼炸弹。
2019-07-09 astro-ph.SR
Signatures of ubiquitous magnetic reconnection in the deep atmosphere of sunspot penumbrae
Ellerman炸弹是在活动区和安静太阳的深层大气中具有增强的巴耳末线翼发射和标记磁重联的区域。它们经常在相反磁极非常接近的地区被发现。最近的高分辨率观测表明,埃勒曼炸弹比以前认为的更普遍。我们的目标是确定埃勒曼炸弹在太阳黑子半影区的发生。我们分析了高空间分辨率的观测太阳黑子的巴尔末H-α和H-β线,以及辅助连续通道与瑞典1米太阳望远镜和应用的k-均值聚类技术,系统地检测和表征埃勒曼炸弹。具有埃勒曼炸弹所有定义特征的特征在整个半影区大量发现。这些事件的真实发生率只有在H-β谱线中才能完全理解,因为它具有最高的空间分辨率和较低的色球不透明度。我们发现,半影区拥有一些最高的埃勒曼炸弹密度,只有在太阳黑子周围的护城河超过。一些半影埃勒曼炸弹显示火焰形态和快速的动力学演变。许多半影埃勒曼炸弹以3.7公里/秒的速度快速移动,有时超过10公里/秒。许多半影埃勒曼炸弹从内半影迁移到外半影数百公里,有些继续移动到外半影边界进入护城河。许多半影埃勒曼炸弹被发现在附近的地区具有相反的磁极性。我们的结论是,重联是一个近连续的过程中,在低层大气中的半影的太阳黑子表现在半影埃勒曼炸弹的形式。这些是如此普遍,它们可能是太阳黑子磁能的主要汇。
2021-01-27 astro-ph.SR
Observations and modeling of the onset of fast reconnection in the solar transition region
磁重联是一种基本的等离子体过程,不仅在太阳大气中的能量释放中起着关键作用,而且在聚变、天体物理和其他空间等离子体环境中也起着关键作用。在解释太阳观测中,重联被认为起着关键作用,其中一个挑战是解释动力学从缓慢的准连续阶段到持续时间短得多的快速脉冲能量爆发的过渡。尽管在确定可能导致快速发作的机制方面取得了理论进展,但缺乏对这种转变的观察,使得模型受到很大的限制。来自美国宇航局界面区域成像光谱仪(IRIS)的高分辨率光谱观测现在揭示了在太阳大气中的紫外线爆发或爆炸事件期间从缓慢阶段到快速脉冲阶段的重新连接突然过渡的迹象。我们的观测结果与等离子体团不稳定性的数值模拟结果一致,并为等离子体团介导的快速重连的发生提供了证据,为太阳上重连机制的遥感诊断提供了新的机会。
2020-09-24 astro-ph.SR
Observations of magnetic reconnection in the deep solar atmosphere in the H-epsilon line
本研究利用 Swedish 1-m Solar Telescope 的多 Balmer 线观测和 k-means 自动检测,证明 H-epsilon 能高分辨率识别 EBs,并揭示宁静太阳中存在远超既往估计的磁重联事件。
2024-01-22 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
Non-thermal electrons from solar nanoflares
上下文我们介绍了一个模型,包括加速粒子在纯磁流体动力学(MHD)模拟太阳大气。目的。我们表明,该方法是可行的,并产生的结果,提高现实主义的MHD模拟太阳大气。方法.太阳耀斑中高能电子的加速是一个公认的事实,但在最先进的太阳大气层三维模拟中却没有包括在内。加速的影响是未知的,在这里,我们引入一个简单的方法来解释加速的电子从重联点移动能量并进入致密过渡区和色球层的能力。结果该方法只运行了很短的时间,并且具有较低的重联能量,但这表明重联过程本身发生了变化,并且对加速电子撞击部位的可观测值有明显的影响。进一步的工作将详细调查对重联点和撞击点的影响。
2018-11-21 astro-ph.SR
Properties of ubiquitous magnetic reconnection events in the lower solar atmosphere
太阳大气层深处的磁重联会增强巴耳末氢谱线的辐射,这种现象被称为埃勒曼弹。最近的高质量H $β$观测表明,埃勒曼炸弹比以前认为的更常见,估计在任何时候,大约有50万个埃勒曼炸弹存在于安静的太阳中。在这些新的H $β$观测中,我们对安静的太阳埃勒曼炸弹(QSEBs)进行了广泛的统计表征。我们分析了瑞典1米太阳望远镜观测到的安静太阳的1小时数据集,包括H $β$和H $α$线的光谱成像,以及Fe I 617.3 nm的光谱偏振成像。我们总共检测到2809个QSEB。寿命在9 s和20.5 min之间变化,中位数为1.14 min。最大面积范围在0.0016和0.2603 Mm $^2$之间,中位数为0.018 Mm $^2$。一个子集(14%)的QSEB显示H $β$线核心增强。平均而言,线核增亮出现在机翼增亮开始后0.88 min,这些增亮之间的距离为243 km。这导致表观传播速度在$-$ 14.3和+23.5 km s $^{-1}$之间,平均值为+4.4 km $^{-1}$向上传播。平均取向几乎平行于向肢方向。QSEBs几乎均匀地分布在整个视场中,但我们发现空的区域的尺寸的mesogranulation。QSEB更频繁地位于磁网络附近,它们通常更大,寿命更长,更明亮。我们的结论是,QSEB普遍存在于宁静太阳中,除了磁场最弱的中颗粒大小的区域($B_{\rm{LOS}}\less…
2022-03-15 astro-ph.SR
Are Nanoflares Responsible for Coronal Heating?
Parker(1983)提出了太阳大气中电流片(CS)形成的机制。他的主要观点是,光球随机流使日冕磁场线纠缠在一起,从而促进了太阳大气中CS的连续形成。他的这部分想法代表了湍流对流区驱动太阳大气中相干结构和CS形成的许多方式之一。其他机制包括出现的磁通量,电流丝的相互作用,以及爆炸性的磁结构。然而,在帕克最初的想法中有两个未经证实的假设,即必须重新检查通过纳米片进行日冕加热。这与他的观点有关:{所有形成的CS都导致了磁重联,而磁重联加热了太阳大气中的等离子体。在这篇短文中,让我们简要地讨论这两个假设:(1)所有的相干结构和相干结构都是由湍流对流区重连形成的吗?与非重连CS相关的湍流在日冕的加热中起作用吗?(2)磁重联会加热等离子体吗?
2021-08-03 astro-ph.SR
Recurrent solar jets in active regions
我们研究了进入太阳大气的环形通量管的出现及其与活动区的预先存在的场的相互作用。我们研究了碰撞磁场之间重复重联事件导致的喷流发射。我们进行三维模拟,通过解决时间相关的,电阻MHD方程在高度分层的大气。环形磁通量管的出现构成了一个小的有源区场。当新出现的磁通量与活动区的环境场接触时,电流结构就建立起来,并且重联开始。在重联期间,电流结构周围的磁场的拓扑结构被急剧修改。这种变化导致新的磁系统的形成,最终碰撞并重新连接。我们发现,重联喷流发生在连续的经常性阶段,在相互垂直的方向,而在每个阶段,他们释放磁能和热等离子体进入太阳大气。在一系列重复出现的喷流之后,系统接近一个平衡,在这个平衡中重联的效率大大降低。我们推断,新磁通量的出现会对活动区磁场产生扰动,从而导致相邻磁场之间的重新连接,并以喷流状发射的形式释放捕获的能量。这是第一次在三维磁通量出射实验中显示出活动区喷流的自洽递归。
2010-03-11 astro-ph.SR
Is null-point reconnection important for solar flux emergence?
本文研究了在太阳出射通量的三维MHD数值模式中零点重联的作用。该模型由一个扭曲的磁通量管上升通过分层对流区和大气相互作用,并重新连接到一个水平上覆的磁场在大气中。重联开始时出现了重联点,并在出现的其余时间持续存在,它们主要出现在模型光球和过渡区,在出现的通量管的两侧形成两个松散的星团。在任何一个时间存在多达26个零值,并且及时跟踪显示,尽管磁场配置的初始简单,但是总体上存在总共305个零值。我们发现的证据,为现实的零的方法,创造和毁灭,他们的平衡的迹象,他们的寿命长,和他们的几何稳定性。然后,我们表明,由于低的平行电场与零,零点重联是不是主要类型的磁重联参与新出现的磁通量的相互作用与上覆字段。然而,大量的零值意味着磁场的拓扑结构必须非常复杂,并且不能排除沿着分离器或分界线表面的重联对于磁通出现的重要性。
2009-12-02 astro-ph.SR
Pulse-beam heating of deep atmospheric layers triggering their oscillations and upwards moving shocks that can modulate the reconnection in solar flares
我们研究的过程发生后,突然加热的色球层在耀斑拱廊的脚点,这是假设所造成的粒子束。对于数值模拟,我们采用了2-D磁流体动力学(MHD)模型,其中我们解决了一个完整的时间相关的MHD方程组的FLASH代码,使用自适应网格细化(AMR)方法。在初始状态下,我们考虑了一个具有VAL-C模型密度的太阳大气模型,其磁场弧具有上述X点结构,并假定存在磁重联。我们发现,突然脉冲束加热的色球在耀斑拱廊的脚点产生磁流体动力学冲击,一个向上传播,第二个向下传播的太阳大气中。向下移动的冲击波在深而密的大气层反射,并触发这些层的振荡。这些振荡产生向上移动的磁流体动力学波,可以以准周期的方式影响上述位置的磁重联。由于这些过程需要在色球层中非常局部的区域突然加热,因此它们也可能与地震波有关。
2019-02-01 astro-ph.SR
Ultra-high resolution observations of plasmoid-mediated magnetic reconnection in the deep solar atmosphere
研究利用 SST/MiHI 积分场高光谱观测 H-alpha 线 Ellerman 炸弹,发现高速小尺度类等离子体团,支持等离子体团介导快速磁重联。
2023-02-22 astro-ph.SR
The study of magnetic reconnection in solar spicules
本文主要研究太阳针状体条件下的磁重联不稳定性。在磁流体力学(MHD)框架下,对电流片中的电阻撕裂不稳定性进行了数值研究。为了研究这种不稳定性在太阳针状体的分层大气中的影响,我们在x-z平面上求解线性和非理想MHD方程。在线性分析中,假设电阻率仅在电流片内是重要的,并且能量的指数增长随着等离子体电阻率的增加而更快地发生。我们很有兴趣看到在一个典型的太阳针状体的生命周期中磁重联的发生。
2014-06-23 astro-ph.SR
Onset of secondary instabilities and plasma heating during magnetic reconnection in strongly magnetized regions of the low solar atmosphere
在一个2.5维多流体等离子体中性反应模型中,数值研究了太阳低层大气(距太阳表面约$300-800$ ~km)弱电离等离子体中不同空间尺度和不同高度的磁重联.我们考虑了强磁化等离子体($β\sim 6\% $)从无力的磁位形演化而来,并被扰动以初始化重联电流片的形成。在大尺度上,观察到产生的电流片进行二次“等离子体团”不稳定性。一系列不同尺度下的模拟结果显示了一个级联电流片形成过程,该过程终止于宽度约为2 m,长度为$\sim100$ ~m的电流片,对应于临界电流片纵横比为$\sim50$。我们还观察到,等离子体团的不稳定性是主要的物理机制加速磁重联在这个等离子体参数制度。在等离子体团不稳定性出现后,重联率急剧增加到$\sim$ 0.035,观察到与Lundquist数无关。这些特征与完全电离等离子体中的磁重联非常相似。在这个低$β$导场重联制度,重组和碰撞的影响被观察到有一个小的贡献重联率。模拟结果表明,在磁重联过程中,将稠密的弱电离光球等离子体加热到$2\times10^4$ ~K以上是困难的。然而,当重联磁场为$500$ ~G或更强时,低太阳色球层中的等离子体可以被加热到$3\times10^4$ ~K以上。
2018-10-25 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Fractal Reconnection in Solar and Stellar Environments
最近对太阳的空间观测表明,磁重联在太阳大气层中无处不在,从小规模的重联(观测到的纳米耀斑)到大规模的重联(观测到的长时间耀斑或巨型弧)。通常,磁重联事件与质量喷射或喷流有关,这似乎与分形电流片的多重等离子体团喷射密切相关。来自耀斑的爆发性射电和硬X射线辐射也表明了分形重联和相关的粒子加速。我们将讨论与太阳耀斑中的等离子体团诱导重联和分形重联有关的最新观测和理论,以及它们对重联物理和粒子加速的意义。本文还讨论了最近在太阳型恒星上发现的许多超级耀斑,这些发现将太阳耀斑的分形重联模型的适用范围扩展到更广泛的适合恒星耀斑的参数空间。
2016-06-30 astro-ph.SR
Oscillatory reconnection and resonant response to wave excitation in 2D coronal null points
KU Leuven(荷语鲁汶大学);University of Warwick(华威大学)
该研究通过磁流体动力学模拟,探索日冕零点处振荡重联特性与作为波共振腔的零点性质的联系。通过特定扰动引发周期性重联和波折射,发现重联频率与腔内波频率匹配,且与反射波低频驱动激发频率不同,为相关重联和等离子体条件提供诊断工具。
2026-07-23 astro-ph.SR
Generic low-atmosphere signatures of swirled-anemone jets
本研究通过观测与三维模拟,识别出旋涡海葵状脉冲喷流在低层大气的三个通用特征,并预测其具有普遍性。
2024-04-19 astro-ph.SR
I. Jet Formation and Evolution due to 3D Magnetic Reconnection
利用模拟数据驱动的太阳大气三维电阻MHD模拟,我们表明,磁重联可以负责形成的射流与特征的II型针状体。为此,我们使用C7平衡大气模型对光球-日冕区域进行了数值模拟。初始磁位形是一个三维位磁场,从模拟太阳静止时的光球磁对流模型的动态模拟中外推到日冕区。在这种情况下,我们考虑$12.56 ~Ω~{\rm m}$的磁电阻率的均匀和恒定值。我们发现喷流的形成依赖于洛伦兹力,它有助于加速等离子体向上。通过分析急流动力学的各种性质,发现急流结构在高涡度区附近存在多普勒频移。形态、向上速度(覆盖范围高达100 $\rm km$ $\rm s^{-1}$)和结构寿命(大于100 ${\rm s}$)与II型骨针的预期相似。
2018-02-27 astro-ph.SR
Magnetic Reconnection resulting from Flux Emergence: Implications for Jet Formation in the lower solar atmosphere?
我们的目标是研究由于磁重联在太阳低层大气中形成的类似喷流的特征,例如色球层和过渡区。本文用2.5维MHD程序研究了色球和过渡区密度区中由磁通浮现触发的磁重联。初始大气是静态和等温的,温度为20,000 K。初始磁场是均匀且垂直的。给出了具有不同磁场强度(25 G和50 G)的两种物理环境。在每种情况下,两个子情况下进行了讨论,其中的环境有不同的初始质量密度。在磁场较弱(25 G)和等离子体密度较高($N_e=2\times 10^{11}$ cm $^{-3}$)的情况下,对典型的宁静太阳色球层有效,将观察到温度为2- 3 $\times 10^4$ K和速度高达40 km/s的等离子体喷流。相反的情况下,具有较低电子密度($N_e=2\times 10^{10}$ cm $^{-3}$)的介质,即对于过渡区更典型的情况,以及50 G的较强磁场,产生了具有高达90 km/s的视线速度和6 $\times$ 10 $^5$ K的温度的上升流,即上过渡区-低日冕温度。只有在后一种情况下,低电晕铁IX 171显示在射流中的响应,这是可比的O V的增加。结果表明,磁重联是色球层和过渡区等离子体外流的有效驱动机制。通过改变磁场强度或电子密度,即在大气中发生重联的位置,该模型可以再现一系列喷流特征的特征,如纤丝、针状体、热X射线喷流或过渡区喷流的温度和速度。
2011-09-26 astro-ph.SR physics.space-ph
A Magnetic Reconnection model for Hot Explosions in the Cool Atmosphere of the Sun
紫外线爆发和埃勒曼弹是在新兴通量区域的低太阳大气中观察到的短暂增亮。观测发现了同时空的EB和紫外暴,但其形成机制尚不清楚。这些事件中具有大温度跨度的多热成分挑战了我们对太阳低层大气中磁重联和加热机制的理解。我们研究了出现的和背景磁场之间的磁重联。初始等离子体参数基于C7大气模型。当光球层等离子体密度较大的电流片出现在距太阳表面$0.5$ Mm处时,等离子体团不稳定性开始出现。等离子体团相互碰撞并聚,使得不同密度和温度的等离子体在湍流重联区混杂在一起。因此,对应于UV发射的热等离子体和对应于来自其他波长的发射的较冷等离子体可以一起移动并且在大约相同的高度处发生。与此同时,热湍流结构基本上集中在$0.4$ Mm以上,而冷等离子体延伸到电流片底部的低得多的高度。这些现象与Chen et al. 2019,ApJL.合成的Si IV谱线轮廓与紫外暴中观测到的相似,谱线轮廓的增强翼可扩展到约$100$ km s $^{-1}$。不同分辨率的数值结果之间的差异是显着的,这表明,现实的磁扩散率是至关重要的,以揭示精细结构和现实的等离子体加热在这些重联事件。我们的结果还表明,在温度最低区附近的低色球层中,由双极扩散贡献的重联加热是无效的。
2020-11-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Self-absorption in the solar transition region
几十年来,人们一直在研究太阳过渡区的瞬态增亮现象,这些现象通常与磁重联有关。最近,由于色球线的吸收功能已被确定在过渡区发射线提出的问题,在这种重联事件的热分层。我们分析的数据,从界面区域成像光谱仪(IRIS)在一个新兴的活动区域。在Si的过渡区谱线中,Si { \sc{iv} }具有明显的自吸收特征.虽然存在一些迹象表明,不透明度效应可能在强过渡区线中起一定作用,但以前没有观察到自吸收。我们说明了为什么以前的仪器不能观察到这样的自吸收功能,并讨论了这种观察的大气中的重联事件的相应结构的一些影响。基于此,我们推测,一系列的现象,如爆炸事件,闪光灯或埃勒曼炸弹,只是在大气中不同高度发生的同一重联事件的不同方面。
2015-08-07 astro-ph.SR
Dissecting bombs and bursts: non-LTE inversions of low-atmosphere reconnection in SST and IRIS observations
埃勒曼弹和紫外线爆发是短暂的增亮现象,在活跃和新兴通量区域的低层大气中随处可见。本文给出了SST/CRISP和CHROMIS的反演结果,以及这类瞬变事件的IRIS资料。结合Mg II H & K、Si IV和Ca II 8542 A以及Ca II H & K线的信息,我们的目标是确定它们的温度和速度分层,以及它们的磁场配置。我们发现平均温度提高了几千开尔文接近经典的温度最低值,但局部峰值温度高达10000 - 15000 K的钙II反转。包括Mg II通常将这些温度提高抑制到8000 K以下,而Si IV在低高度需要超过10,000 K的温度,但也可以通过更高的35,000 - 60,000 K的二次温度提高来再现。然而,再生Si IV是以高估Mg II排放为代价的。视线速度图显示了清晰的双向喷流特征,并与强度图像中的子结构有很强的相关性,朝向观察者的速度略大于远离观察者的速度。磁场参数显示随着温度的升高,与增亮位于相同高度的水平场增强。因此,我们能够在很大程度上再现埃勒曼炸弹的观测特性与紫外线爆发签名的温度分层峰值接近经典的温度最低。然而,与所有其他诊断一致的Si IV排放的正确建模是一个悬而未决的问题。考虑到分辨率差异,拟合局部温度增强和/或执行空间耦合反演可能是必要的,以获得所有考虑的诊断之间的更好的协议。
2019-05-06 astro-ph.SR
Observational Evidence of Magnetic Reconnection Associated with Magnetic Flux Cancellation
利用\emph{Solar Dynamics Observatory}(\emph{SDO})和\emph{Interface Region Imaging Spectrograph}(\emph{IRIS})的高时空数据,给出了磁通量抵消过程中磁重联的几个观测特征,包括两个环-环相互作用过程、多个等离子体团喷射以及在磁通量抵消点上方出现的Y形和倒Y形末端的片状结构。\emph{IRIS} 1400 μ m的观测结果表明,等离子体斑点是从片状结构的Y形端部的尖端喷出的。光球磁通量在第一次环-环相互作用后出现明显的抵消现象,并一直持续到观测结束。补充的非线性无力场外推,我们发现,两套磁场线,揭示了一个X形的配置,以及相互作用的日冕环对齐。此外,一个磁零点被发现是位于约$0.9$ Mm高度的磁通量抵消网站的权利,并位于两组之间的磁场线。这些结果表明,磁通抵消可能是太阳低层大气发生磁重联后磁力线淹没的结果,而喷射出的等离子体团应该是由于撕裂模不稳定性在片状结构中产生的等离子体团.这一观测结果揭示了磁通抵消点上方详细的磁场结构和动力学过程,有助于我们理解太阳低层大气中的磁重联。
2018-06-13 astro-ph.SR
A magnetic reconnection model for the hot explosion with both ultraviolet and Hα wing emissions
本文通过2.5维MHD模拟和辐射转移计算,研究太阳低层大气中浮现磁场与背景磁场重联过程,揭示热紫外发射与冷Hα翼发射可在同一湍流重联区域共存,为解释埃勒曼炸弹和紫外爆发提供统一模型。
2024-02-21 astro-ph.SR
Formation of Jet-driven Forced Reconnection Region and Associated Plasma Blobs in a Prominence Segment
本研究利用SDO/AIA观测揭示日珥段中喷流压缩磁通量绳并诱发强迫磁重联,形成双向等离子体团、增强重联率并释放热能。
2025-02-18 astro-ph.SR
Two-fluid reconnection jets in a gravitationally stratified atmosphere
本研究针对太阳引力分层大气,通过模拟不同高度的磁重联过程,对比MHD与双流体模型,发现碰撞效应增强时会出现非线性逃逸不稳定性,且重联率约为0.1,等离子体团形成受主重联出流影响,光学薄辐射演化因密度选取不同存在显著差异。
2023-07-11 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Ellerman bombs and UV bursts: reconnection at different atmospheric layers
磁通量进入太阳大气层会产生埃勒曼炸弹(EB)等现象,这是在H α观测到的,是由于色球冠层下方光球层的磁重联造成的。在色球层或过渡区的其他典型谱线中也观察到重联的迹象。一个例子是在Si IV的过渡区线和Mg II的上色球层线中观察到的UV爆发。在这项工作中,我们分析了高节奏,高分辨率协调瑞典1米太阳望远镜(SST)和接口区域成像光谱仪(IRIS)航天器之间的观测。从SST的H α图像为我们提供了新兴通量区域中EB的位置,时间和轨迹。同时,共同对齐IRIS狭缝钳口图像在133(C II,过渡区),140(硅IV,过渡区)和279.6(镁II K,核心,上色球)nm,以及光谱在远紫外和近紫外线从快速摄谱仪光栅,使我们能够研究可能的色球/过渡区对应的这些EB。我们的主要目标是研究可能的时间和空间之间的关系,在不同的层在大气中的几个重联事件(即EB和紫外线爆发),它们之间的时间历史,以及这些动力学现象的连接到色球层中的浪涌喷射。我们还研究了一个扩展的UV突发的属性和它们的变化在整个突发域。我们的研究结果表明,同时和空间EB和紫外线爆发的情况下,发生顺序沿垂直或接近垂直的电流片相同的重连系统的一部分。加热和双向喷流追踪重连发生的位置。这些结果支持和扩展了最近的磁通量出现的数值模拟结果。
2019-10-23 astro-ph.SR
Magnetic flux cancellation in the solar atmosphere through 3D realistic numerical modeling
通过Bifrost代码的三维RMHD模拟,研究了太阳大气中磁通量对消事件,揭示了色球重联机制及与观测的对比,强调日冕层建模的重要性。
2025-10-22 astro-ph.SR
The effect of plasma-$β$ on the heating mechanisms during magnetic reconnection in partially ionized low solar atmosphere
本研究通过数值模拟发现,在部分电离低层太阳大气中,低等离子体-$\beta$ 时湍流重联产生的压缩加热为主导机制,而高 $\beta$ 时部分电离效应(如焦耳热和双极扩散加热)变得重要。
2025-06-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Fan-shaped jets in three dimensional reconnection simulation as a model of ubiquitous solar jets
磁重联是空间和天体物理等离子体中的一个基本过程,其中反向磁场改变其连通性并最终将其能量转化为等离子体的动能和热能。最近,Hinode卫星上的太阳光学望远镜观测到了无处不在的喷流(例如,色球海葵喷流、半影微喷流、本影光桥喷流)。这些微小而频繁发生的喷流被认为是太阳大气中小规模普遍存在的重联的可能证据。然而,三维磁位形的细节仍然不是很清楚。在这里,我们提出了一个新的模型的基础上三维模拟的磁重联使用一个典型的电流片磁位形与强引导场。最有趣的特征是,由重联产生的喷流最终沿着引导场线移动。该模型为新发现的无处不在的喷流提供了新的认识,也为天体物理学的磁重联理论提供了新的观测基础。
2010-12-12 astro-ph.SR
Magnetic reconnection sustains the mass budget of the solar wind
提出太阳风源区的自洽数值模型,揭示闭合与开放磁场间的磁重联产生喷流并转移物质,量化发现其质量通量足以维持太阳风。
2025-09-16 astro-ph.SR
High $β$ magnetic reconnection at different altitudes in the cool low solar atmosphere
本文通过数值模拟研究了冷低太阳大气不同高度的高β磁重联,发现等离子体团不稳定性始终加速重联,并揭示了辐射冷却、电子-中性碰撞磁扩散、双极扩散和粘性在不同高度对重联及加热机制的不同影响。
2023-06-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Principle of Minimum Energy in Magnetic Reconnection in a Self-Organized Critical Model for Solar Flares
太阳耀斑是由于日冕磁场重联而导致太阳大气层中磁能的突然释放。这是由于光球层的湍流扭曲了日冕场而发生的。与地震类似,太阳耀斑代表了一个复杂系统的行为,并且其能量分布遵循幂律。我们提出了一个统计模型的基础上的最小能量的原则,在日冕环经历磁重联,这是一个雪崩过程。我们证明了在这个自组织临界系统中,耀斑事件的峰值分布是无标度的。得到的峰的幂律指数为1.84 $ \pm $ 0.02,与卫星观测的软X射线耀斑符合得很好。最小能量原理可以应用于一般雪崩模型来描述许多其他现象。
2018-04-27 astro-ph.SR
Applications of Fast Magnetic Reconnection Models to the Atmospheres of the Sun and Protoplanetary Disks
本研究针对部分电离等离子体的磁重联特性,考察太阳大气部分电离层与原行星盘两种环境中快速重联的碰撞机制,揭示电流片演化过程及能量转化规律,解释了太阳日冕粒子加速与原行星盘红外谱线辐射的成因。
2024-05-14 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Observation of a reversal of breakout reconnection preceding a jet: evidence of oscillatory magnetic reconnection?
最近的研究表明,太阳喷流涉及minifilament爆发可能引发下著名的磁爆发机制。在这些喷流开始之前或刚刚开始时,应该有一个电流片,在开放场和喷流基础拱廊的外部之间发生突破性的磁重联,拱廊在其核心中携带微丝。在本文中,我们提出了一个喷流的爆发所产生的两个微细丝躺在射流的基础。在喷发开始前,在喷流底部附近直接检测到电流片,这表明了磁爆发机制。然而,我们进一步发现,电流片经历了一个过渡。电流片首先缩短到零长度,但随后相对于其初始取向朝向正交方向伸长。电流片的变化引起了突破重联的逆转,因为过渡前的流入和流出区域分别成为过渡后的流出和流入区域。因此,我们建议,这一观察提供了所谓的振荡重联,这是由一系列的重联逆转定义,但尚未被证明存在于真正的等离子体环境中的太阳大气的证据。
2019-03-04 astro-ph.SR