MHD Modeling for Formation Process of Coronal Mass Ejections: Interaction between Ejecting Flux Rope and Ambient Field
我们对日冕物质抛射（CME）的形成过程进行了磁流体动力学模拟，重点研究了抛射通量绳与环境场之间的相互作用（重联）。我们研究了三种情况下，不同的环境场：没有环境场，并与磁绳表面的平行和反平行的两个相反方向的偶极场的情况下。因此，虽然磁通绳在反平行情况下消失，但在其他情况下，磁通绳可以演变为CME并显示出磁通绳的不同旋转量。结果表明，磁绳与环境场的相互作用是决定CME形成和CME取向的重要过程，磁绳和环境场中磁通量的大小和方向是决定CME形成的关键参数。特别是，相互作用（重联）对磁绳的旋转起着重要的作用，其过程类似于实验室等离子体球马克型实验中的“倾斜不稳定性”。
2010-06-02 astro-ph.SR
Complete replacement of magnetic flux in a flux rope during a coronal mass ejection
本研究通过观测发现一种源自S形暗条的磁通量绳形成喷发新机制，其磁通量经耀斑重联完全替换，足点位移且磁通量翻倍，挑战标准模型并凸显磁重联的三维特性。
2023-05-05 astro-ph.SR
The Role of a Flux Rope Ejection in Three-dimensional Magnetohydrodynamic Simulation of a Solar Flare
通过简单地将具有低$β$等离子体的太阳耀斑二维电阻磁流体动力学模拟模型推广到三维模型，研究了耀斑中三维磁绳爆发和磁重联过程的动力学演化.我们成功地再现了一个电流片和双向重联流出的磁通绳在我们的三维模拟喷发期间。我们在2D和3D模拟中计算了强扭曲磁通绳和弱扭曲磁通绳的四种情况。弱扭磁绳在三维模拟中的时间演化表现出与二维模拟相似的行为，而强扭磁绳在三维模拟中除了初始相位演化外，表现出与二维模拟明显不同的时间演化。3D模拟中强扭和弱扭磁绳的喷射速度都大于2D模拟，3D情况下的重联率也大于2D情况。这表明即使在3D模拟中磁通绳的喷射速度和重联率之间也存在正反馈，并且我们得出结论，等离子体团诱导的重联模型可以应用于3D。我们还发现，小尺度的等离子体团形成的电流片，使它的湍流。这些小尺度的等离子体团喷射在局部增加的重联率间歇性的太阳耀斑中观察到的作用，加上全球爆发的通量绳。
2013-08-02 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Data-constrained Model for Coronal Mass Ejections Using Graduated Cylindrical Shell Method
日冕物质抛射（CME）是极端空间天气条件的主要驱动力，这是我们现代技术依赖社会严重关切的问题。发展数值方法模拟日冕物质抛射的产生和通过行星际空间的传播是我们预测日冕物质抛射到达地球的时间及其地球效应的能力的重要一步。在本文中，我们利用一个数据约束的吉布森-低（GL）磁绳模型来产生CME。我们推导出的几何形状的初始GL磁绳使用的分级圆柱壳（GCS）方法。这种方法使用STEREO A & B Cor 1/Cor 2和SOHO/LASCO C2/C3日冕仪的多个视角来确定CME通量绳的大小和方向，因为它开始从太阳爆发。将产生的磁绳插入SDO/HMI视磁图数据驱动的准稳态全球磁流体动力学（MHD）背景太阳风流中，并立即爆发。与多尺度流体动力学模拟套件（MS-FLUKSS）代码得到的数值结果进行了比较，特别是在CME速度，加速度和磁场结构方面的STEREO和SOHO/LASCO日冕观测。
2018-07-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Flux Rope Formation Preceding Coronal Mass Ejection Onset
我们分析了一个S形（S形）的活动区向喷发的演变，其中包括一个日冕物质抛射（CME），但留下的地方的灯丝的一部分。发现X射线S形追踪出三个不同的磁拓扑结构的连续：一个高度剪切拱廊的日冕循环在其长寿命的阶段，秃补丁分界面（BPSS）在CME前几个小时，和第一耀斑循环在其主要的瞬态强度增强。日冕演化是由光球层的变化驱动的，包括S形和暗条下通量元素的会聚和抵消。这些数据产生明确的证据存在的BPSS，因此，在日冕的磁通绳开始之前的日冕物质抛射。
2009-06-26 astro-ph.SR
The eruption of a small-scale emerging flux rope as the driver of an M-class flare and a coronal mass ejection
太阳耀斑和日冕物质抛射（CME）是太阳中最强大的爆炸。它们是潜在破坏性空间天气条件的主要来源。然而，其启动的可能原因仍然存在争议。利用BBSO NST的高分辨率观测资料，结合太阳动力学观测站（SDO）的观测资料，我们观测到了一个大黑子附近出现的小尺度通量绳，它的爆发产生了M级耀斑和日冕物质抛射。静态非线性力自由场（NLFFF）外推以及日冕三维磁场动态演化的数据驱动MHD建模表明了小尺度磁绳的存在。在磁绳出现期间，观测到磁绳足点处的卫星太阳黑子旋转。与此同时，洛伦兹力、磁场能量、垂直电流和横向磁场在此阶段增加。来自磁通量出现和扭曲磁场的自由能足以为M级耀斑提供动力。这些观测首次呈现了从小尺度磁绳出现到太阳爆发产生的完整过程。
2017-07-01 astro-ph.SR
Is flux rope a necessary condition for the progenitor of coronal mass ejections?
在大多数日冕物质抛射（CME）中存在磁通量绳结构。然而，长期以来，人们一直在争论是否存在的磁通绳喷发前或喷发期间通过磁重联形成。由于我们缺乏对喷发前结构（如太阳灯丝）中磁场的常规测量，争议一直在继续。然而，最近提出了一种间接的方法来推断磁场配置的基础上的螺旋度的符号和轴承方向的细丝倒刺。本文将该方法应用于2014年9月2日和2011年3月7日的两个爆发暗条事件，发现第一个暗条由磁通量绳支撑，第二个暗条由剪切拱廊支撑，即，第一个是反极性灯丝，第二个是正极性灯丝。通过对这两个暗条中磁位形的确定，我们强调磁绳不是前CME结构的必要条件。
2015-11-05 astro-ph.SR
The Driver of Coronal Mass Ejections in the Low Corona: A Flux Rope
最近的太阳动力学观测表明，日冕物质抛射（CME）由一个多温度结构组成：一个热的通量绳和一个冷的前沿（LF）。通量绳首先在大气成像组件94 A和131 A通带中表现为扭曲的热通道。在CME的脉冲加速阶段，扭曲的热通道沿极性反转线上升并发展成半圆形的磁通绳状结构。与此同时，上升的热通道压缩周围的磁场和等离子体，它们相继堆叠成CME LF。本文详细研究了分别发生在2011年3月7日和2011年3月8日的两次观测良好的CME。每个人都与M级耀斑有关。通过运动学分析，我们发现：（1）热通道的上升早于CME LF的首次出现和伴随的耀斑爆发;（2）热通道的速度总是快于LF的速度，至少在AIA的视场内是这样。因此，热通道作为一个连续的驱动器的CME的形成和爆发的早期加速阶段。随后，这两个日冕物质抛射的白光图像可以很好地再现了梯度圆柱壳通量绳模型。这些结果表明，预先存在的磁通绳起着关键作用，在CME的启动和形成。
2012-11-28 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Observational evidence for self-generation of small-scale magnetic flux ropes from intermittent solar wind turbulence
我们提出了独特的{和额外的}观测证据的自我生成的小尺度相干磁通量绳结构的太阳风。这种结构的持续时间在9和361分钟之间，确定从风在现场航天器测量通过格拉德-Shafranov（GS）的重建方法。事件发生次数平均每年约为3，500次，并具有明显的太阳周期依赖性。我们建立了一个数据库的小规模磁通量绳从二十年的价值风航天器的数据。结果表明，壁面到壁面时间的幂律分布与惯性范围湍流有很好的对应关系，这与相关观测和数值模拟结果相一致。我们还提供了轴向电流密度分布从基于GS的观测分析，这产生了一个非高斯的概率密度函数与数值模拟结果一致。
2018-01-05 astro-ph.SR physics.space-ph
Ensemble simulations of the 12 July 2012 Coronal Mass Ejection with the Constant Turn Flux Rope Model
基于磁通绳的日冕物质抛射（CME）磁流体动力学模拟是预测CME到达时间和地球磁场的有效工具。在这项工作中，我们介绍了一个恒定匝通量绳模型，并使用它来模拟12-July-2012 16：48 CME在内日光层。我们约束的初始参数的CME使用的渐变圆柱壳（GCS）模型和重新连接的流量在喷发后拱廊。我们正确地再现了地球上日冕物质抛射的所有磁场分量，到达时间误差约为1小时。通过比较多项研究和目录中报告的56个CME的GCS参数，我们进一步估计了GCS拟合的平均主观不确定性。我们确定了GCS对CME纬度、经度、倾斜和速度的估计的平均不确定度分别为5.74度、11.23度、24.71度和11.4%。使用这些，我们已经为2012年7月12日的CME创建了77个合奏成员。我们发现55%的系综成员正确地再现了地球上磁场分量的符号。我们还确定，GCS拟合的不确定性可以将CME到达时间预测窗口扩大到2012年7月12日的CME约12小时。在调查的预报准确率介绍了个别GCS参数的不确定性，我们得出的结论是，半角和纵横比的预测磁场的2012年7月12日日冕物质抛射的影响不大，而经度和倾斜的不确定性可以引入一个相对较大的传播在地球上预测的磁场。
2022-05-25 astro-ph.SR physics.space-ph
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
Simulating AIA observations of a flux rope ejection
太阳动力学天文台（SDO）上的大气成像组件（AIA）的极紫外（EUV）图像为CME演化的早期阶段提供了新的见解。现在的观测显示了磁通量绳从日冕中的喷射以及它们是如何演变成日冕物质抛射的。这些观测结果很难用基本的物理机制和物理量来解释。为了充分理解日冕物质抛射，我们需要比较从观测和理论模型中得出的等效量。为此，我们的目标是产生合成AIA观测的磁通绳喷射的simulations。为了实现这一点，我们包括热传导和辐射损失的作用，这两个都是重要的，以确定在日冕物质抛射的太阳日冕的温度分布。我们进行了一个模拟的磁通绳是从太阳日冕喷射。从模拟中等离子体的密度和温度，我们合成AIA观测。然后使用AIA的仪器响应函数沿视线对发射进行积分。我们综合了304 A、171 A、335 A和94 A通道的AIA观测结果。综合观测结果显示了一些与实际观测结果相似的特征，特别是再现了AIA观测到的低日冕中CME的一般发展。特别是，我们再现了一个爆发和扩大拱廊在304 A和171 A通道与高密度的核心。磁绳的喷射再现了AIA观测中发现的许多特征。因此，这项工作是在弥合观测和模型之间的差距的一个步骤，并可以导致更直接的解释EUV观测通量绳喷射。我们计划在未来的研究中改进该模型，以便进行更定量的比较。
2014-07-31 astro-ph.SR
Evolution of interplanetary coronal mass ejection complexity: a numerical study through a swarm of simulated spacecraft
由航天器进行的径向对准的原位测量对于推进我们对日冕物质抛射（CME）的演化行为及其在行星际空间传播期间的磁结构的认识至关重要。然而，缺乏径向对齐的CME交叉限制了对CME磁结构演变的调查，以少数案例研究，防止全面了解CME传播过程中的复杂性变化。在本文中，我们进行数值模拟的CME与不同的太阳风流的相互作用使用的线性力自由spheromak CME模型纳入欧洲日光层FORecasting信息资产（EUHFORIA）模型。我们的方法的新颖之处在于使用一群径向对齐的模拟航天器的CME复杂性的演变的调查。我们的范围是确定在何种条件下，在何种程度上，日冕物质抛射表现出变化的磁结构和复杂性在传播过程中，由航天器的径向对齐。结果表明，大规模的太阳风结构的相互作用，特别是与流相互作用的区域，加倍的概率来检测两个航天器之间的径向对齐的CME磁复杂性的增加，相比，没有这样的相互作用的情况下。这项工作代表了第一次尝试使用数值模拟来量化航天器在径向对准中检测CME磁结构复杂性变化的概率，它为解释涉及过去，当前（如帕克太阳探测器和太阳轨道器）和未来任务的多点CME观测提供了支持。
2021-06-19 astro-ph.SR physics.space-ph
Effects of Radial Distances on Small-scale Magnetic Flux Ropes in the Solar Wind
太阳风中的小尺度磁通量绳（SFR）已经被研究了几十年。利用各种现场航天器测量的统计分析是主要的观测方法，有助于调查这些小尺度结构的产生和演变。基于Grad-Shafranov（GS）重建技术，我们使用自动检测算法，通过不同的航天器在不同的日心距离测量这些小尺度结构的数据库。我们给出了SFR的性质，包括磁场和等离子体参数在不同的径向距离太阳附近的黄道平面。结果表明，事件发生率仍保持在每月几百次的量级，持续时间和尺度大小的分布遵循幂律，磁绳轴的取向近似以局部Parker螺旋方向为中心。一般来说，大多数SFR性质表现出径向衰减。此外，与各种数据库的建立，我们推导出的平均场震级，事件计数，和SFR尺度大小的变化，相对于径向距离，从$\sim$ 0.3 AU的太阳神到$\sim$ 7 AU的旅行者号航天器的标度律。我们的结果与相关的理论工作的比较和应用程序的帕克太阳探测器（PSP）任务的影响进行了讨论。
2020-03-23 astro-ph.SR physics.space-ph
Investigating the Magnetic Structure of Interplanetary Coronal Mass Ejections using Simultaneous Multi-Spacecraft In situ Measurements
本研究利用19个近距离双航天器CME事件，量化了空间变异性和老化效应对原位磁场测量的影响，发现单航天器测量存在显著偏差且自相似膨胀校正不足。
2023-09-19 astro-ph.SR physics.space-ph
Testing the Flux Rope Paradigm for Coronal Mass Ejections Using a Three Spacecraft Encounter Event
本研究通过2023年11月28日撞击三个航天器的CME事件，测试了磁通量绳（MFR）模型，发现其能成功再现多航天器观测的磁场符号和旋转，支持了CME的MFR结构范式。
2025-03-05 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Evolution of Magnetic Helicity During Eruptive Flares and Coronal Mass Ejections
在爆发性太阳耀斑和日冕物质抛射期间，具有大量过剩磁能的非盆状磁弧变得不稳定并重新连接。它产生了一个扭曲的喷发通量绳，并留下了一个剪切的热日冕环拱廊。我们建议：喷发磁绳的扭转可以由磁通量和磁螺旋度的守恒以及磁螺旋度的均分来确定。它取决于喷发前初始构造的几何形状。两种情况下被认为是，在第一个磁通绳是不存在的最初，但在喷发过程中创建的重联。在第二种情况下，磁通绳是目前在拱廊下的喷发前状态，和喷发和重联的影响是增加一定量的磁螺旋度，这取决于磁通的绳子和拱廊和几何形状。
2016-07-13 astro-ph.SR
Determining the azimuthal properties of coronal mass ejections from multi-spacecraft remote-sensing observations with stereo secchi
我们讨论了如何同时观测多个日光层成像仪可以提供一些重要的信息的方位角特性的日冕物质抛射（CME）在日光层。我们提出了两个简单的模型CME的几何形状，可以用来获得有关的方位角偏转和方位角膨胀的CME从SECCHI/HI观测的信息。我们将这两个模型应用于2008年期间由STEREO航天器观测到的四个CME。我们发现，在三种情况下，联合STEREO-A和B的意见是一致的日冕物质抛射径向向外移动。在某些情况下，我们能够推导出的方位角截面的日冕物质抛射前，我们能够测量偏离自相似演化。这一分析的结果表明，必须有多颗卫星专门用于空间天气预报，例如在拉格朗日L4和L5点的轨道上。
2010-04-06 astro-ph.SR physics.space-ph
Reconnection of a kinking flux rope triggering the ejection of a microwave and hard X-ray source. II. Numerical Modeling
螺旋（$m\!=\!1$）扭结不稳定性的拱形，线绑磁通绳的数值模拟表明，螺旋变形强制重联之间的腿的绳子，如果模式与两个螺旋圈是占主导地位的高初始扭曲范围内的结果$Φ\gtrsim6π$。这种重联是复杂的，还涉及到环境场。除了打破原来的绳子，它可以形成一个新的，低洼，少扭曲的磁通绳。新的通量绳被重联流出向下推动，这通常迫使它通过与环境场重联而断裂。原始绳索的顶部，在断裂后主要植根于周围通量的来源，可以完全爆发或在低高度停止，产生“失败的爆发”。“与不稳定性相关的螺旋电流片在接近的腿之间被挤压，暂时形成了双电流片。腿-腿重连以高速率进行，产生足够强的电场，能够加速粒子。它也可能形成等离子体团或类等离子体团结构，这些结构捕获高能粒子并沿着螺旋电流片从重联区域传播到爆发的通量绳的顶部。一个高度扭曲的通量绳的扭结，涉及腿腿重联可以解释的爆发，但部分掩盖太阳耀斑的关键特征，2001年4月18日，它喷射出一个相对紧凑的硬X射线和微波源，并与快速日冕物质抛射。
2010-07-13 astro-ph.SR
Automated detection of small-scale magnetic flux ropes in the solar wind: First results from the Wind spacecraft measurements
我们已经开发了一种新的自动化小规模磁通量绳（SSMFR）检测算法的基础上的梯度Shafranov（GS）重建技术。在1996 - 2016年期间，我们将这种探测算法应用于Wind航天器的现场测量，覆盖了两个太阳活动周，并成功地探测到了总共74，241个持续时间从9到361分钟的小尺度磁通量绳事件。这种大量的小尺度磁通量绳还没有发现任何其他以前的研究通过这种独特的方法。我们利用新开发的数据库对小尺度磁通量绳事件进行了统计分析，主要研究结果如下。(1)小尺度磁绳的出现具有很强的太阳周期依赖性，平均每月几百个。(2)黄道平面上的小尺度磁通量绳倾向于沿着帕克螺旋线排列。(3)在低速（$<$ 400 km/s）太阳风中，通量绳的质子温度和质子数密度较低，而在高速（$\ge$ 400 km/s）太阳风中，通量绳的质子温度和质子数密度较高。(4)小尺度磁通量绳的持续时间和尺度尺寸分布均服从幂律。(5)小尺度磁通量绳索的等待时间分布可以用指数函数（对于较短的等待时间）和幂律函数（对于较长的等待时间）来拟合。(6)壁-壁时间分布服从双幂律，转折点在60分钟（对应于相关长度）。(7)小尺度的磁通量绳倾向于在日球电流片（HCS）附近聚集。整个数据库可以在\url{http://fluxrope.info}上获得，本文中以机器可读的格式提供。
2018-10-02 astro-ph.SR
Does the spacecraft trajectory strongly affect the detection of magnetic clouds?
磁云（MC）是行星际日冕物质抛射（ICME）的一个子集，其中检测到磁通量绳。没有探测到磁绳的MCs和ICME之间的差异是内在的还是由于观测偏差造成的？由于航天器与MC轨迹没有关系，MC的频率分布相对于航天器到MC轴的距离预计是近似平坦的。然而，Lepping和Wu（2010）证实，它是估计的碰撞参量的强递减函数。对于较大的碰撞参量，磁通绳是否更常未被检测到？为了回答上述问题，我们探索了磁绳模型的参数空间，特别是纵横比，边界形状和电流分布。通过将圆形线性无力场拟合到沿模拟交叉点计算的磁场，将所提出的模型分析为MC。我们发现，磁通绳内的扭曲的分布，由于太低的磁场旋转角度或幅度的非检测只有微弱的影响与碰撞参量的MCs的预期频率分布。然而，估计的碰撞参量越来越偏向于较低值，因为磁通绳截面与交叉轨迹正交地更长。所观察到的MCs分布是磁通绳截面平均变平的自然结果，变平的系数为2至3，这取决于磁扭曲分布。然而，在1天文单位处的较快MCs（V>550 km/s）呈现出MCs与碰撞参量的几乎均匀分布，这与圆形通量绳相一致，而与较慢的MCs相反。我们的结论是，大多数的非MC ICME遇到的通量绳以外或附近的腿区域，或者他们不包含任何。
2012-11-22 astro-ph.SR
Modeling the initiation of the 2006 December 13 coronal mass ejection in AR 10930: the structure and dynamics of the erupting flux rope
利用三维磁流体动力学（MHD）方法模拟了2006年12月13日在新出现的δ黑子活动区NOAA 10930发生的日冕物质抛射（CME）。模拟的设置类似于Fan（2011）之前的模拟，但具有显著加宽的模拟域以适应宽CME。模拟结果表明，CME可能是由于出现了一个东西向的扭曲通量绳，其正的，随后出现的极对应于观测到的正旋转太阳黑子出现对南部边缘的占主导地位的预先存在的负太阳黑子。模拟中爆发的磁通绳加速到超过1500公里/秒的终端速度，并经历了近180度的逆时针旋转，使得其前部和侧翼都表现出指向南方的磁场，解释了在磁云中观察到的南向磁场撞击地球。随着持续驱动的通量出现，源区日冕磁场也显示了一个日冕通量绳的改造下的耀斑电流片的爆发通量绳，准备第二次爆发。这可能解释了第二天在同一地区发生的另一次X级爆发性耀斑的形成。
2016-04-19 astro-ph.SR
A new trigger mechanism for coronal mass ejections: the role of confined flares and photospheric motions in the formation of hot flux ropes
内容：许多先前的研究表明，日冕物质抛射的磁性前兆采取磁通量绳的形式，其中一部分由于其在$\sim$ 10 MK等离子体中的发射特征而被称为“热磁通绳”。目的：我们试图确定这些热通量绳形成的过程，以期发展我们对日冕物质抛射的理解，从而改善空间天气预报。方法：利用极紫外线观测，确定了日冕中的五条爆发前热流绳，并研究了它们是如何演化的。在每一条磁绳爆发前的几小时和几天里，都观测到了约束耀斑，这些耀斑被用作形成每一条磁绳的磁重联的阵发性爆发的指标。在每个形成时期的光球磁场的演变进行了观察，以确定的过程（es），使磁重联发生在$β<1$电晕和形成的通量绳。结果：被限制的耀斑被发现是同源事件，并建议磁通绳的形成时间范围从18小时到5天。在这些期间，观测到光球磁通量的碎片在通量绳有一个足点的太阳黑子中相互绕轨道运行。活动区的右手（左手）扭曲的磁通量表现出顺时针（反时针）的轨道运动，并形成右手（左手）磁通绳。结论：我们推断，光球磁通量碎片的轨道运动彼此带来的磁通量管在日冕，使组件重联，形成一个磁通量绳以上的一个燃烧的拱廊。这代表了一种新的太阳爆发触发机制，在预测太阳磁活动时应予以考虑。
2020-12-11 astro-ph.SR
Characteristic Scales of Complexity and Coherence within Interplanetary Coronal Mass Ejections: Insights from Spacecraft Swarms in Global Heliospheric Simulations
行星际日冕物质抛射（ICME）的三维（3-D）结构和演化的许多方面仍然无法解释。在这里，我们主要研究两个主题：（1）ICME内磁场的相干尺度，（2）ICME磁复杂性的动态性质。我们模拟ICME与不同的太阳风的相互作用，使用线性力自由spheromak模型纳入EUHFORIA模型。我们把一群~20000航天器在3-D仿真域和ICME磁的复杂性和一致性在每个航天器的基础上模拟的时间序列的特征。我们的模拟表明，ICME沿其磁轴保持较低的复杂性和较高的一致性，但其全球复杂性的表征需要沿轴向和垂直方向的交叉。对于初始半角宽度为$45^\circ$且不与其他大尺度太阳风结构相互作用的ICME，全球复杂性的特征是，航天器间隔仅为$25^\circ$，最少为7-12个，但如果发生相互作用，航天器的最少数量将增加到50-65个（间隔为$10^\circ$）。在没有相互作用的情况下，ICME相干性分别针对$B$、$B_ϕ$、$B_θ$和$B_r$扩展为$45^\circ$、$20^\circ$-$30^\circ$、$15^\circ$-$30^\circ$和$0^\circ$ - $10^\circ$。由于帕克螺旋效应，ICME西翼的相干性也低于东翼。此外，与太阳风结构的相互作用使相干性降低了3-6倍。我们的研究结果有助于限制一些控制ICME演变的关键尺度，并有助于规划未来专用的多航天器任务。
2022-12-02 astro-ph.SR physics.space-ph
Simulation of homologous and cannibalistic Coronal Mass Ejections produced by the emergence of a twisted flux rope into the Solar Corona
我们报告的第一个结果的磁流体动力学（MHD）模拟发展的同源序列的三个日冕物质抛射（CME），并证明他们所谓的同类相食的行为。这些日冕物质抛射起源于扭结不稳定通量绳的重复形成和部分喷发，这是由于扭曲的通量绳穿过下边界持续出现到预先存在的日冕势拱廊场中。模拟结果表明，爆发到前一个CME产生的开放磁场中的CME具有更高的速度。第二个连续的三个CME模拟是吃追赶和合并成一个单一的快速CME退出域之前，与第一个。所有的日冕物质抛射，包括领先的合并日冕物质抛射，在它们离开区域时达到了大约1000公里/秒的速度。每次CME爆发后，在持续的通量出现过程中，扭曲的通量绳的改造自然可以解释X射线观测的S形和“S形下尖点”配置在低日冕源的同源CME重复改造。
2014-10-07 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
A Magnetic Flux Rope Configuration Derived by Optimization of Two-Spacecraft In-situ Measurements
越来越多的行星际日冕物质抛射（ICME）结构可以在太阳风中传播到一个以上的航天器。这通常发生在两个或多个航天器几乎径向对齐，彼此之间的纵向分离角相对较小的情况下。这提供了对相同结构的多点测量，并且能够更好地表征和验证嵌入这些ICME中的结构的建模结果。我们在2019年10月13日至14日期间报告了这样一个事件，当时太阳地地关系天文台（STA）航天器和帕克太阳探测器（PSP）在两个不同的位置穿过一个ICME结构，在日心距离和纵向角度上都有名义上的分离。首先，我们执行一个最佳的拟合STA在原位测量，基于分析准三维（3D）模型，产生一个最小的减少$χ^2=0.468$。然后，我们进一步应用的优化方法相结合的磁场测量从两个航天器沿其单独的路径在ICME结构。我们发现，输出的基础上的优化（与最小减少$χ^2=3.15$）的组合两个航天器数据集产生一个更一致的结果，给出了更好的协议的模型输出与PSP数据。结果表明，一个磁通量绳状配置具有清晰的三维空间变化。
2022-06-02 astro-ph.SR physics.plasm-ph
A Sun-to-Earth analysis of magnetic helicity of the 17-18 March 2013 interplanetary coronal mass ejection
我们比较了2013年3月17-18日行星际日冕物质抛射（ICME）通量绳在1 AU和太阳对应物中的磁螺旋度。前身日冕物质抛射（CME）于2013年3月15日从NOAA活动区11692爆发，并与M1.1耀斑有关。我们使用喷发后拱廊（PEA）方法（Gopalswamy et al. 2017 a）导出源区重联通量，该方法使用光球磁图和PEA下的面积。通过对白光日冕物质抛射观测的正演模拟，得到了近太阳磁绳的几何特性。结合几何特性和重联通量，我们提取了CME通量绳的磁性（Gopalswamy等人，2017 b）。我们推导出磁螺旋度的磁通绳使用其磁性和几何性质获得的太阳附近，并在1 AU。我们使用一个常数-α无力圆柱形磁绳模型来拟合现场观测数据，以获得1-AU ICME的磁性和几何信息。我们发现ICME和CME之间的螺旋度的振幅和符号有很好的对应关系，假设一个半圆形（半环面）的ICME通量绳的长度为π AU。我们发现，在1 AU的总通量绳螺旋度的约83%是由低日冕中的磁重联注入的。讨论了磁绳长度的假设对磁螺度的影响。这项研究通过日地系统连接磁通量绳的螺旋度，对于行星际介质中螺旋度的起源和1天文单位处ICME通量绳的拓扑结构及其空间天气后果具有重要意义。
2017-12-04 astro-ph.SR
Initiation of Coronal Mass Ejections in a Global Evolution Model
磁通量绳的平衡失稳是太阳日冕物质抛射（CME）起源的主要候选者。本文的目的是探讨在何种程度上这一机制可以解释启动的CME在全球范围内。本文提出了一个简化的磁流体动力学模型，用以模拟全球日冕磁场随大尺度地表运动产生的磁通出射和剪切的演化。利用全球磁模型中探测磁绳和抛射的自动算法，考虑了1999年177天期间关键模拟参数对磁绳形成和抛射次数的影响。这些关键参数包括活动区出现的磁螺旋度的大小和符号，以及日冕扩散。在模拟中发现的通量绳的数量在任何一个时间波动之间约28和48，持续出现新的双极区域，但没有系统的依赖于这些地区的螺旋度。然而，出现的螺旋度确实会影响磁绳喷射的速率，如果双极出现无扭曲，则其速率从每天0.67倍增加到每天1.28倍。在模拟中的喷射的数量也增加了20%-30%，通过选择出现在每个半球的双极螺旋的多数符号，或通过在日冕中的湍流扩散减半。对于合理的参数选择，该模型产生约50%的观察到的CME率。这表明，形成和失去平衡的磁通绳可能是一个关键因素，在解释观测到的日冕物质抛射的显着部分。
2009-04-28 astro-ph.SR
Turbulence Properties of Interplanetary Coronal Mass Ejections in the Inner Heliosphere: Dependence on Proton Beta and Flux Rope Structure
本研究分析内日球层ICMEs的磁场涨落功率谱，发现大尺度谱特性由通量绳结构主导，过渡-动力学特性受低质子β影响，而惯性范围谱指数保持约-5/3，表明湍流标度具有系统无关性。
2023-09-26 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Helicity shedding by flux rope ejection
我们定量解决的猜想，磁螺旋必须摆脱从太阳的爆发发射日冕物质抛射，以限制其在每个半球的积累。通过改变引导和捆扎场的比率和磁通绳扭曲的磁通绳喷射从近似边缘稳定的无力平衡的参数模拟研究中，不同的自螺旋度和相互螺旋度的比率被设置，并且获得环面或螺旋扭结不稳定性的发作。的螺旋度棚被发现在一个很宽的范围内变化，从一个小的初始螺旋度的主要部分，与自我螺旋度是很大程度上或完全脱落和相互螺旋度，这使得较大的一部分初始螺旋度，脱落只有部分。具有亚临界扭曲且没有引导场的环面不稳定构型的螺旋度约为初始螺旋度的三分之二，而高度扭曲的扭结不稳定构型的螺旋度仅约为初始螺旋度的四分之一。参数研究也产生稳定的力免费磁绳平衡的总通量归一化的螺旋度为0.25，与自我的总螺旋度的比率为0.32和磁绳外部极向通量的比率为0.94。这些结果在数值上证实了日冕物质抛射引起的螺旋度脱落的猜想，并首次解释了它的参数依赖性。自螺旋度和互螺旋度都显著下降，这使典型源区参数的总初始螺旋度降低了$\sim\!0.4\mbox{--}0.65$的一小部分。
2022-03-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Effect of gravitational stratification on the propagation of a CME
我们的目的是研究引力层结对日冕物质抛射传播的作用。特别是，我们评估了它如何影响CME的速度和形状，以及在什么条件下通量绳喷射成为CME或何时被淬灭。我们运行了一组MHD模拟，采用了爆发式的初始磁配置，已经被证明是适合的通量绳喷射。我们改变了背景日冕的温度和初始磁场的强度，以调整重力分层和喷出的磁通量。在磁流体动力学模拟中，我们使用了一种自动跟踪技术来跟踪磁通量绳的膨胀和传播。从参数空间的分析，我们评估的引力分层的CME的速度和扩展的作用。我们的研究表明，重力分层起着重要的作用，在决定是否磁通绳喷射将变成一个完整的日冕物质抛射或磁通量绳是否会停止在日冕。日冕物质抛射的速度受背景日冕的影响，当日冕较冷且初始磁场较强时，日冕物质抛射的速度较快。我们在参数空间中再现的最快CME以850 km/s的速度行进。此外，背景重力分层在CME的侧向膨胀中起着一定的作用，我们发现，当背景温度较高时，CME的形状更加平坦。我们的研究表明，虽然CME的启动机制是纯磁性的，背景日冕等离子体在CME的传播中起着关键作用，和完整的MHD模型，特别是当一个重点放在生产的CME从磁通绳喷射应适用。
2013-10-25 astro-ph.SR physics.space-ph
Influence of the Deformation of Coronal Mass Ejections on Their In-Situ Fitting with Circular-Cross-Section Flux Rope Models
本研究通过2.5维MHD模拟，发现CME形变导致圆形截面磁通量绳模型低估轴向磁通量，但极向磁通量拟合不受影响。
2025-02-28 astro-ph.SR physics.space-ph
Heliospheric Observations of STEREO-Directed Coronal Mass Ejections in 2008--2010: Lessons for Future Observations of Earth-Directed CMEs
我们提出了一个日冕物质抛射（CME）的研究，影响了2008年1月至2010年初的STEREO航天器之一。我们把我们的研究集中在20 CME的观测远程的太阳层成像仪（HI）板载的其他STEREO航天器到大日心距离。我们比较了固定披和调和平均（HM）拟合方法的预测，这只是不同的假设几何的CME。有可能利用这些技术从遥感观测中确定日冕物质抛射的传播方向、到达时间和最终速度，并与现场测量结果进行比较。我们发现的证据表明，对于大视角，HM拟合方法预测的CME方向更好。然而，这可能是由于这样一个事实，即只有宽CME可以成功地观察到当CME传播超过100度从观测航天器。总共有八个日冕物质抛射，起源于一个立体声航天器看到的肢体后面，可以跟踪，它们到达另一个立体声航天器的时间可以成功预测。这包括CME，例如2009年12月4日和2010年4月9日的事件，这些事件是在距离其传播方向130度的地方观察到的。因此，我们预测，一些地球指向的日冕物质抛射将被观测到的HI，直到2013年初，当地球和STEREO航天器之一之间的分离将类似于分离的两个STEREO航天器在2009 - 2010年。
2012-05-11 astro-ph.SR physics.space-ph
On Flux Rope Stability and Atmospheric Stratification in Models of Coronal Mass Ejections Triggered by Flux Emergence
通量出射被广泛认为在日冕物质抛射的起始中起着重要的作用。Chen-Shibata（2000）模型解决了新兴通量和通量绳喷发之间的联系，可以通过数值计算来研究通过光球的新兴通量如何影响预先存在的日冕通量绳的喷发。模型的初始条件和重联微观物理的敏感性进行了研究与参数的研究。特别是，我们的目标是了解在X点坍缩的背景下的日冕通量绳的稳定性和边界驱动的影响，在未分层和分层的大气。在没有驾驶的情况下，我们评估X点附近的波的行为。应用边界驱动技术，研究了重联微物理和大气层结对爆发的影响。我们发现，陈柴田平衡可以是不稳定的X点崩溃，即使在没有驱动，由于波积累在X点。然而，可以通过降低等离子体的可压缩性来稳定平衡，这允许小振幅波通过X点而不累积。通过光球边界驱动的模拟，评估了重联微物理和大气层结对所产生动力学的影响：我们表明系统的演化主要由全球磁场的结构决定，对磁重联的微物理几乎不敏感;在分层大气中，我们发现了一种新的机制，周期性的行为，在重联网站背后的上升通量绳作为一个可能的解释类似的现象，在太阳和恒星耀斑观察。
2014-08-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Identifying Footpoints of Pre-eruptive and Coronal Mass Ejection Flux Ropes with Sunspot Scars
本研究发现太阳黑子本影中的“太阳黑子疤痕”结构可标志爆发前及CME磁通量绳足点边缘，为仅用光球观测识别足点及研究其演化提供新方法。
2023-10-20 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
Configuration of a Magnetic Cloud from Solar Orbiter and Wind Spacecraft In-situ Measurements
日冕物质抛射（CME）代表了太阳主要喷发的一种类型。它们的行星际对应物，行星际CME（ICME），是这些结构传播到日光层并遇到一个或多个观测航天器时的直接表现。ICME通常表现出一套独特的签名，从现场航天器测量。ICME的一个特殊子集，即所谓的磁云（MC），定义更为独特，并且已经基于现场磁场和等离子体测量进行了数十年的研究。利用最新的多航天器测量和分析工具，我们报告了一个MC事件的内部磁场配置的太阳轨道器（SO）和风航天器观测到的太阳风附近的太阳-地球线的详细研究。两个二维（2D）和三维（3D）模型被应用到揭示磁绳配置的MC。各种几何以及物理参数的推导和发现是相似的误差估计的两种方法。这些结果定量地描述了两个航天器沿不同路径穿越的相干MC磁绳结构。本文还讨论了这一MC事件径向演化的意义。
2021-07-04 astro-ph.SR physics.space-ph
Forward modeling of coronal mass ejection flux ropes in the inner heliosphere with 3DCORE
预测太阳风暴的地磁效应，被称为日冕物质抛射（CME），目前严重限制了我们无法预测的磁场配置在CME磁芯和通过其三维结构的单个航天器轨迹的观测效果。日冕物质抛射的磁通量绳可以通过强而稳定的指向南方的磁场，导致对地球磁层能量输入的持续强迫。在这里，我们展示了一种新的方法来预测向南的领域Bz的CME通量绳的概念验证的方式。它结合了CME磁绳磁场（三维日冕磁绳抛射或3DCORE）与太阳观测和沿日地线的原位磁场数据的一种新的半经验模型。这些是信使号飞船在2013年7月9日至13日为CME事件提供的。3DCORE是第一个这样的模型，其中包含三维磁通绳磁场的行星际传播和演变、合成航天器的观测和地磁活动指数的预测。对比太阳观测和日冕观测，可以看出日冕中左旋爆发的CME通量绳有一个30度的逆时针旋转和20度的偏转角。计算出的Dst与观测到的Dst极小值及其时间演化相匹配，但结果对CME轴方向高度敏感。我们讨论的假设和限制的方法原型和它的潜力，实时空间天气预报和日光层数据解释。
2018-02-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Analysis of Small-scale Magnetic Flux Ropes Covering the Whole Ulysses Mission
太阳风中的小尺度磁通量绳已经通过模拟和观测的方法研究了几十年。利用各种实地航天器测量数据进行统计分析是主要的观测方法。在这项研究中，我们扩展了自动检测的小尺度通量绳的基础上的Grad-Shafranov重建的完整数据集的\emph{Ulysses}航天器原位测量。我们首先讨论了通过我们的方法发现的22，719条磁绳的整体性质的时间变化，即平均磁场和等离子体参数等，作为日地纬度和日心径向距离的函数。然后，我们将所有识别出的事件分为三组事件分布在不同的纬度分离在30 $^{\circ}$，在不同的径向距离，并在不同的太阳活动，分别。通过详细的统计分析，我们得出如下结论。(1)磁绳的性质，如持续时间、尺度大小等，遵循幂律分布，但具有不同的斜率指数，特别是对于不同径向距离的分布。(2)它们还受到太阳风速度的影响，在不同的太阳活动下，太阳风速度的分布也不同，表现为纬向效应。(3)低纬度和高纬度磁绳性质的主要差异归因于可能的阿尔夫文结构或波。(4)持续时间较长、尺度较大的磁绳在较大的径向距离上出现的频率更高。(5)随着更严格的瓦伦斜率阈值，更多的事件被排除在更高的纬度。整个数据库在\url{http://www.fluxrope.info}上在线发布。
2019-05-02 astro-ph.SR physics.space-ph
Sun-to-Earth Characteristics of the 2012 July 12 Coronal Mass Ejection and Associated Geo-effectiveness
我们分析了与2012年7月12日日冕物质抛射（CME）相关的多航天器观测，包括SDO的太阳源区，STEREO的立体成像观测，信使号的磁场特征，以及Wind的II型射电爆发和现场测量。本文利用STEREO立体观测的三角测量方法确定了CME的运动学特征，并将其结果与用太阳风电子密度模型计算的II型射电爆发结果进行了比较。一个梯度Shafranov技术应用于风在现场数据重建的通量绳结构，并将其与太阳源区的观测，这有助于了解与CME结构的地球有效性。结论如下：（1）CME在到达信使号之前经历了一个脉冲加速、快速减速和逐渐减速到1 AU的过程，这在CME运动学模型中应该注意;（2）II型射电爆发可能产生于CME驱动激波与附近流光的高密度相互作用区或激波侧面较低的高度，（3）在Wind上由现场重建得到的通量绳取向和手征与太阳源观测结果一致;（4）地球附近长期向南的磁场主要来自大幅度向南倾斜的磁绳的轴向分量，这表明磁绳方位和磁场分量的预测在地磁活动预报中的重要性。
2016-07-21 astro-ph.SR physics.space-ph
Modelling the propagation of coronal mass ejections with COCONUT: implementation of the Regularized Biot-Savart Laws flux rope model
本文在 COCONUT 全球日冕模型中实现了 RBSL 磁通量绳模型，模拟了 S 形磁通量绳从太阳表面到 25 个太阳半径的传播，成功重现了 CME 的诞生过程，并发现磁重联在破坏 CME 磁通量绳相干特性中起关键作用。
2023-11-22 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Cross helicity of interplanetary coronal mass ejections at 1 au
行星际日冕物质抛射（ICME）包含了范围广泛的磁场和速度波动。这些波动可以解释为阿尔夫维尼克波包平行或反平行于背景磁场传播，反向传播通量之间的功率差由交叉螺旋度量化。我们已经确定了在$10^{-3}-10^{-2}$ Hz的惯性距离波动的交叉螺旋度在226 ICME通量绳和176 ICME鞘观察到的风航天器在1995-2015年期间在1 au。通量绳和鞘的平均，归一化的交叉螺旋度分别为0.18和0.24，这里的正值表示净反向阳通量。虽然仍然倾向于反向阳方向的平均，ICME的通量往往是更平衡的比在太阳风在1 AU，那里的平均交叉螺旋度更大。叠加的历元配置文件显示，交叉螺旋度急剧下降的鞘，并达到最低限度内的磁通绳附近的前缘。更不平衡，太阳风一样的交叉螺旋度被发现朝向后缘和横向进一步从绳轴。交叉螺旋度的磁通绳取向和上游激波的存在的依赖被认为是。在1天文单位的ICME低交叉螺旋度的潜在起源包括在太阳和ICME-太阳风在行星际空间的相互作用的闭环通量绳的平衡驱动。我们建议，低交叉螺旋度的波动被添加到ICME签名的标准列表。
2022-05-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Accuracy and Limitations of Fitting and Stereoscopic Methods to Determine the Direction of Coronal Mass Ejections from Heliospheric Imagers Observations
利用STEREO上的日光层成像仪（HI）的数据，除了用各种方法推导出日冕物质抛射（CME）的速度外，还可以推导出它们的传播方向。对于由两个STEREO航天器观测到的日冕物质抛射，有可能使用来自双航天器的同时观测值来推导出它们的方向，也有可能使用仅来自一个航天器的观测值通过拟合方法来推导出它们的方向。这使得测试和比较不同的分析技术成为可能。在这篇文章中，我们提出了一个新的拟合方法的基础上，从一个航天器的观测，我们比较常用的拟合方法Sheeley等。（1999）。我们还比较了这两种拟合方法与两种立体方法的结果，重点是2008年和2009年两个STEREO航天器同时观测到的12个日冕物质抛射。我们发现证据表明，Sheeley等人（1999）的拟合方法可以导致显着的错误，在确定的CME方向时，CME传播的60度以外的\pm 20度的太阳-航天器线。我们希望我们的新的拟合方法，以更好地适应晕或临边日冕物质抛射的观测航天器的分析。我们还发现一些证据表明，直接三角测量在HI领域的看法应该只适用于CME传播近似向地球（\pm 20度从日地线）。最后，我们解决了拟合方法的误差的可能来源之一：径向传播的假设。使用立体的方法，我们发现，至少有7个研究的12 CME的日光层偏转小于20度，因为他们在HI的视野，我们相信，验证了这种近似传播。
2010-10-06 astro-ph.SR physics.space-ph
Multi point analysis of coronal mass ejection flux ropes using combined data from Solar Orbiter, BepiColombo and Wind
最近太阳轨道器和BepiColombo的发射打开了一个短暂的窗口，在这个窗口中，这两个航天器被定位在一个星座中，允许对任何地球定向的CME进行详细采样。幸运的是，太阳轨道器在2020年4月19日和5月28日现场探测到了两次这样的事件。随后，BepiColombo和Wind在一天后也在现场观察到了这两个事件。我们试图重建所观察到的现场磁场测量所有三个航天器同时使用经验磁通量绳模型。这使我们能够在更大和更全球范围内测试我们的通量绳模型的有效性，并允许与不同的航天器组合的分析交叉验证。最后，我们还可以比较从现场模拟的结果从STEREO-A日光层成像仪获得的远程观测。我们利用三维日冕绳状抛射模型来模拟ICME的演化。我们适应以前开发的ABC-SMC拟合算法的应用程序多点的情况下。我们表明，我们能够在三个不同的航天器位置，同时使用我们的模型结合磁通绳拟合算法，一般重建磁通绳签名。对于表现良好的4月19日ICME，我们的方法非常有效。另一方面，5月28日的ICME显示了我们方法的局限性。不幸的是，对这些事件使用多点观测似乎并不能解决固有的问题，例如由于航天器位置的特定星座而导致的磁场扭曲或磁通绳纵横比的估计。由于我们的一般方法可以用于任何基于快进模拟的模型，我们为未来使用更先进的ICME模型的研究提供了蓝图。
2021-05-17 astro-ph.SR
Self-similar expansion of solar coronal mass ejections: implications for Lorentz self-force driving
我们使用Thernisien，Vourlidas \& Howard（2009）的GCS拟合方法，在STEREO卫星上的SECCHI日冕仪的视场中检查了几个具有良好观测的通量绳特征的CME的传播。我们发现它们传播的方式近似于自相似;即，磁通绳短半径与其长半径的比率（$κ$）随时间保持近似恒定。我们使用这种观察的自相似性得出的结论，局部桨距角（$γ$）的磁通绳磁场和电流密度${\mathbf J}$和磁场${\mathbf B}$之间的失准角（$χ$）。我们的研究结果表明，磁场和电流配置内的磁通绳偏离基本上从一个无力的状态，在典型的日冕物质抛射领域的观点，验证的想法CME被驱动的洛伦兹自作用力。
2014-06-02 astro-ph.SR
On the utility of flux rope models for CME magnetic structure below 30$R_{\odot}$
我们对Lynch等人（2019）磁流体动力学（MHD）模拟全球范围内360度宽的流光井喷日冕物质抛射（CME）喷发期间产生的三维磁通量绳结构进行了全面分析。我们创建固定和移动的合成航天器，通过不同区域的磁通绳日冕物质抛射产生的MHD变量的时间序列。我们的移动航天器轨迹是根据帕克太阳探测器过去遭遇7和9以及未来遭遇23的空间坐标推导出来的。每个合成的时间序列，通过模拟通量绳喷出物是适合三个不同的原位通量绳模型，通常用于表征大规模的，相干的磁场旋转观察到的行星际日冕物质抛射（ICME）的一个显着的分数。我们提出了每一个在现场磁绳模型适合模拟数据，并讨论了模型之间的相似性和差异，适合和MHD模拟的磁绳空间方向，场强和旋转，膨胀剖面，和磁通量内容。我们比较原位模型的性能与经典的双极和单极ICME磁绳配置以及更有问题的配置文件，如具有显着的径向分量的磁绳轴方向或配置文件获得大碰撞参量的MHD数据计算。我们发现，在现场磁通绳拟合结果的经典配置文件和有问题的配置文件的结果之间的差异大得多的协议。我们还研究了一个子集的磁通绳模型和量化的洛伦兹力的MHD喷出物的间隔内的力免费的假设。我们的结论是，在现场磁通绳模型一般是一个体面的近似场结构，但所有的警告与现场磁通绳模型仍将适用…
2022-05-04 astro-ph.SR physics.space-ph
How coronal mass ejections are influenced by the morphology and toroidal flux of their source magnetic flux ropes?
本研究通过构建不同形态和环向通量的磁通量绳数据集，结合COCONUT日冕MHD模型模拟，揭示了源通量绳参数对CMEs磁结构、传播速度和喷发成功率的影响，为空间天气预报提供了关键依据。
2024-07-12 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.space-ph
A STEREO Survey of Magnetic Cloud Coronal Mass Ejections Observed at Earth in 2008--2012
我们确定了日冕物质抛射（CME）与磁云（MC）观测到的风航天器从2008年到2012年中期，这段时间内，两个立体声航天器定位良好，研究地球定向CME。我们发现，在这段时间内，48个风MC中有31个可以清楚地与CME联系起来，CME在STEREO图像中可以从太阳到近1 AU进行跟踪。对于这些事件，我们进行完整的三维重建的CME的结构和运动学，假设磁通绳形态的CME的形状，考虑到完整的补充立体声和SOHO成像的限制。我们发现，从成像推断的磁绳的方向和大小与从风数据推断的MC方向和大小没有很好的相关性。然而，MC区域内的速度通过基于图像的重建被相当好地再现。我们的运动学测量是用来提供简单的处方预测日冕物质抛射到达地球的时间，提供了一系列的距离从太阳日冕物质抛射速度测量可能。最后，我们讨论了与不同的表面现象（耀斑，灯丝喷发，或没有表面活动）的CME通量绳的形态和运动学的差异。
2017-01-06 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar filament eruptions and their physical role in triggering Coronal Mass Ejections
太阳暗条爆发在触发日冕物质抛射（CME）中起着至关重要的作用。超过80%的喷发会导致日冕物质抛射.这种相关性在过去的太阳活动周期和最近的太阳活动极小期得到了广泛的研究。对新太阳活动周期24上升阶段发生的事件的统计与这一发现一致。暗条和日冕物质抛射都与扭曲的磁场有关。因此，几乎所有的MHD日冕物质抛射模型都包括一个扭曲的通量管，称为通量绳。要么磁通绳在喷发前很久就存在，要么它是由喷发开始时剪切的拱廊重新连接而形成的。为了引发喷发，人们提出了不同的机制：新出现的通量，和/或外部磁场的分散，和/或磁力线在通量绳下方或上方的重新连接。这些机制降低了向下的磁张力，有利于磁通绳的上升。另一种机制是当构型扭曲太多时的扭结不稳定性。在本文中，我们打开了一个讨论论坛，重新审视观测和理论论文，以了解哪些机制触发火山爆发。我们的结论是，所有上述引用的机制可能会导致磁通绳的不稳定状态。然而，CME最有效的机制是失去平衡或环面不稳定性，当磁通绳已经达到由外部磁场的衰减指数确定的不稳定阈值。
2012-12-17 astro-ph.SR
The Inhomogeneity of Composition along the Magnetic Cloud Axis
一般认为，日冕物质抛射是由行星际空间中的磁云--磁通量绳喷发形成的。组成（包括离子电荷状态和元素丰度）确定之前和/或期间CME爆发在太阳大气中，并不会改变在磁云传播到1 AU及以上。在垂直于磁云轴的截面内，成分是不均匀的，而离子电荷态在截面内的分布为研究磁云冻结效应导致的磁绳的形成和喷发过程提供了重要线索。磁绳本质上是一个三维的磁性结构，目前还不清楚磁绳轴上的成分是否均匀，因为大多数磁云只被一个航天器探测到。本文报道了1998年3月4- 6日ACE在1AU附近观测到的磁云和3月24- 28日ACE在5.4AU附近观测到的磁云。当时，两个航天器都位于黄道面附近，它们之间的纬度和经度间隔分别为$\sim$ 2.2 $^{\circ}$和$\sim$ 5.5 $^{\circ}$。它为我们提供了一个很好的机会，探索轴向不均匀性的磁通绳组成，因为这两个航天器几乎包围云中心在不同的地点沿其轴。研究表明，碳离子电荷态的平均值沿轴向存在显著差异，氧和铁的电荷态以及铁和氦的元素丰度的平均值沿轴向差异较小，但差异仍然明显。除了这些方法之外，两个航天器测量的云内成分剖面也显示出一些差异。我们的结论是，沿云轴存在着成分的不均匀性。
2021-06-30 astro-ph.SR physics.space-ph
Direct Evidence for a Fast CME Driven by the Prior Formation and Subsequent Destabilization of a Magnetic Flux Rope
磁通量绳在日冕物质抛射（CME）物理学中发挥着核心作用。虽然大多数日冕物质抛射的日冕观测都推断出磁通绳拓扑结构，但关于磁通绳是否预先存在或是否在喷发过程中形成的激烈争论仍然存在。在这里，我们提出了一个详细的分析极紫外线观测形成的通量绳在一个封闭的耀斑约7小时后，由喷射的通量绳和爆发性耀斑。这两次耀斑发生在2012年7月18日和19日。第二个事件释放了快速（> 1000 km/s）的CME。我们提出的第一个直接证据的快速日冕物质抛射驱动的前形成和不稳定的日冕磁通量绳期间形成的封闭耀斑7月18日。
2012-11-30 astro-ph.SR
A Time-Efficient, Data Driven Modelling Approach For Predicting The Geomagnetic Impact of Coronal Mass Ejections
本研究利用三维磁流体力学开发了一种时间高效、数据驱动的CME-磁层相互作用模块，提出风暴强度指数（STORMI）作为地磁有效性代理指标，与Dst/SYM-H指数高度线性相关，为地磁暴早期预警提供了新方法。
2023-07-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Quasi-periodic oscillations in flares and coronal mass ejections associated with magnetic reconnection
我们提出了一个机制，准周期振荡的日冕物质抛射（CME）和耀斑环有关的磁重联爆发太阳耀斑。我们进行了二维数值MHD模拟的磁通量绳喷发，与三个不同的全球伦德奎斯特数的值。在低伦奎斯特数运行中，没有发现振荡行为，而在中等伦奎斯特数运行中，在通量绳底部和耀斑环顶部都激发出准周期振荡。在高伦德奎斯特数运行，准周期振荡也被激发，在同一时间，动力学变得湍流由于在重联电流片的多个等离子体团的形成。在高、中伦德奎斯特数运行中，薄的重联喷流与磁绳底部或耀斑环顶碰撞，并将磁绳底部或耀斑环顶深深地挖开。陡斜激波形成为终止激波，其中重联射流在水平方向上弯曲（而不是减速），导致超声速回流。结构变得不稳定，在磁绳底部和耀斑环顶部的局部高β区出现超声速回流的准周期振荡。我们比较了观测特征的准周期振荡爆发通量绳，后CME电流片，耀斑带和光变曲线，在我们的模拟中发现相应的动力学结构。
2017-09-15 astro-ph.SR
