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
The Evolution of Writhe in Kink-Unstable Flux Ropes and Erupting Filaments
扭曲磁通量管的螺旋扭折不稳定性被认为是太阳暗条爆发和日冕物质抛射(CME)的触发机制。为了研究是否可以从这些事件中的扭动观测中获得爆发前扭曲的估计,我们定量分析了扭曲到扭动的不稳定过程中的转换,使用数值模拟。我们考虑了线束缚的、圆柱对称的Gold-Hoyle磁绳模型,并利用Berger和Prior的公式测量了磁绳的蠕动,该公式将量表示为空间中的单个积分。我们发现,扭曲转化为扭动的量并不简单地与初始磁通绳扭曲的比例,但主要取决于更高的纵向阶比基本模式的不稳定本征模式的增长率。的扭曲的饱和度,以及形状的扭结磁通绳,是非常相似的初始磁通绳扭曲,这基本上排除了估计喷发前扭曲的测量扭曲的相当大的范围。然而,我们的模拟表明,$\sim 6π$的扭曲上限为大部分的长丝之前,他们的爆发。
2014-03-06 astro-ph.SR
Observational signatures of a kink-unstable coronal flux rope using Hinode/EIS
通过正演模拟研究了扭结不稳定日冕通量绳的能量释放和能量输运特征。合成强度和多普勒地图生成的三维数值模拟。CHIANTI数据库用于计算覆盖环路热范围的三条Hinode/EIS发射线的强度。模拟分辨率下的强度和多普勒速度在空间上退化为Hinode/EIS像素大小(1 \arcsec),使用高斯点扩散函数(3 \arcsec)进行卷积,并曝光50秒的特征时间。对光栅(移动狭缝)和静坐凝视(静止狭缝)产生的合成图像进行分析,以找到扭曲通量和相关不稳定性的签名。我们发现,有几个质量的扭结不稳定的日冕通量绳,可以检测到观测使用Hinode/EIS,即增长的环路半径,增加强度对径向边缘的环路,和多普勒速度以下的内部扭曲的磁场线。然而,EIS无法解析模拟中存在的小的瞬态特征,例如小规模重连的位点(例如纳米片)。
2017-05-15 astro-ph.SR
A Model of Homologous Confined and Ejective Eruptions Involving Kink Instability and Flux Cancellation
在这项研究中,我们建立了一个序列的限制和一个完整的喷发,采用放松的终端状态的限制喷发的扭结不稳定的磁通绳作为初始条件的喷射。完整的爆发,一个日冕物质抛射的模型,发展作为一个结果,在光球边界的收敛运动,这驱动通量抵消。在这个过程中,部分正负外通量向极性反转线汇聚,重新连接,并相互抵消。与被抵消的磁通量相同的磁通量转移到磁通绳,增加了日冕磁场的自由磁能。随着持续的磁通抵消和相关的逐步减弱的磁张力的覆盖通量,我们发现,一个磁通减少$\approx\!11\%$启动环面不稳定的磁通绳,这导致了全面爆发。这些结果表明,一个同源的全面爆发,以下一个封闭的,可以驱动的通量抵消。
2022-04-25 astro-ph.SR physics.plasm-ph
MHD simulations of the eruption of coronal flux ropes under coronal streamers
利用三维磁流体动力学(MHD)模拟,我们研究了日冕流下的日冕通量绳的爆发和日珥爆发的发展。我们初始化一个日冕头盔流光,我们施加在下边界的扭曲的磁环的一部分缓慢出现的准稳态解。结果,在拖缆下建立准平衡磁通绳。随着不同大小的流光和不同的长度和总扭曲的出现磁通绳,我们发现不同的情况下,从准平衡到爆发的演变。在宽拖缆的情况下,磁通绳保持良好的约束,直到有足够的扭曲,使其首先发展的扭结不稳定性,并通过一系列的扭结,限制状态与高度增加,直到它最终发展为“疝样”喷射喷发。对于显著扭曲的磁通绳,由于逃逸辐射冷却,在扭曲磁力线的下降处形成日珥凝聚。一旦形成,尽管是低等离子体$β$,但由于日珥重量,日珥携带场变得显著非无力。当磁绳喷发时,我们得到了日珥的喷发,它显示了沿着喷发的磁绳腿的大量排水。日珥可能不会显示出扭结的形态,即使通量绳变得扭结。另一方面,在窄拖缆的情况下,具有小于1个缠绕的扭转的通量绳可以经由环面不稳定性的开始而爆发。
2017-06-19 astro-ph.SR
Multiwavelength observation of a large-scale flux rope eruption above kinked mini-filament
我们分析了2012年4月30日发生在AR NOAA 111465的西临耀斑(C3.9)的多波长观测。SDO/AIA 304、1600射电望远镜和Hinode/SOT H $α$记录的高分辨率图像显示了一个与扭结不稳定性相关的小暗条(上升速度$\sim$ 40 km s $^{-1}$)的激活和暗条南支附近C级耀斑的开始。第一次磁重联发生在暗条的一个足点,导致其南支断裂。花丝显示北支和顶点逆时针方向的解绕运动,未能爆发。磁通绳(仅在热通道中可见,即,AIA 131和94通道和Hinode/SXT)结构在扭结丝上发生第二次磁重联时沿中性线出现。在扭曲的暗条上方形成RHESSI硬X射线源(12-25 keV),同时出现与光球增亮(AIA 1700 <$)相关的131 <$s热环,表明粒子从暗条顶部沿着这些环加速。此外,在171光年的灯丝上方观察到的EUV扰动/波也显示出与磁重联的密切联系。磁通绳慢慢上升($\sim$ 100 km s $^{-1}$)可能通过在$\sim$ 15-20分钟内与周围剪切磁场重联而产生相当大的扭曲结构,AIA 171和SWAP 174的图像显示了一个冷压缩锋,(或CME锋面环)周围的热通量绳结构。
2014-09-25 astro-ph.SR
Analysis of the Helical Kink Stability of Differently Twisted Magnetic Flux Ropes
磁通量绳(MFR)通常被认为是控制螺旋度从太阳到日光层的传输的磁性结构。它们在螺旋状组织的磁结构中夹带一个受限的等离子体,并能够引起地磁活动。最惠国制度的形成、演变和扭曲分布是引起激烈辩论的问题。虽然到目前为止已经提出了不同的扭曲轮廓,但还没有一个被彻底探索。这项工作的目的是提出一个理论研究的条件下,具有不同的扭曲配置文件是扭结稳定的,从而揭示了上述方面的一些光。磁场根据Nieves-Chinchilla等人(Astrophys. J. 823,27,2016)以及Lundquist和Gold-Hoyle模型,并且用基于Linton、Longcope和Fisher(Astrophys. J. 469,954,1996)。结果进行了讨论,在MFR旋转,磁力,反向手征的情况下,和整个日光层的膨胀,除其他外,提供了一个理论背景,以提高目前的理解的内部磁场配置的日冕物质抛射(CME)。帕克太阳探测器或太阳轨道飞行器等新任务获得的数据将有机会通过观察比以往任何时候都更接近太阳的MFR来探索这些结果和想法。
2020-08-11 astro-ph.SR
A Parametric Study of Erupting Flux Rope Rotation. Modeling the "Cartwheel CME" on 9 April 2008
通过对双极无力初始平衡中不稳定的旋转通量绳的参数模拟研究,讨论了日冕中爆发丝状体的旋转。在这个模型中,由于外部剪切场分量和扭转场中的张力松弛而产生的洛伦兹力是旋转的主要贡献者,而与环境场的重联则是次要的。这两个主要的机制扭动磁通绳轴,转换部分的初始扭转螺旋度,并产生旋转配置文件,其中,在很大程度上,是非常相似的剪切-扭转组合的范围。不同之处在于扭转驱动的旋转在比剪切驱动的旋转更低的高度处饱和的趋势。对于爆发的灯丝和日冕物质抛射的源区的参数特征,剪切场被认为是日冕旋转的主要来源,如果旋转达到90度和更高的角度,它占主导地位,即使扭曲超过螺旋扭结不稳定性的阈值。如果将旋转和上升廓线同时与模式计算进行比较,则在分析观测资料时,可以将剪切和扭转对总旋转的贡献分开。由此产生的扭曲估计允许一个判断是否发生螺旋扭结不稳定。2008年4月9日“车轮状日冕物质抛射”中爆发的日珥就证明了这一点,日珥旋转了\approx 115度,高度达到光球上方1.5太阳半径。在一系列的初始平衡,其中包括强扭结不稳定(扭曲φ = 5 π),弱扭结不稳定(φ = 3.5 π),和扭结稳定(φ = 2.5 π)的配置,只有弱扭结不稳定的磁通绳的演变匹配的观测结果在其整体上。
2011-12-14 astro-ph.SR
Helical Kink Instability in the confined Solar Eruption on 2002 May 27
通过扩展Torok & Kliem 2005和Hassanin & Kliem 2016对2002年5月~27日太阳活动区NOAA~9957的暗条爆发的参数研究,提出了一个改进的MHD模型。这里,初始通量绳平衡被选择为具有与观察到的初始细丝高度相同的小顶点高度,这意味着更真实地包含光球线束缚。该模型与先前研究中的观测结果一样接近,对于大约$4π$的初始平均磁通绳扭转,再次获得了最接近的一致性。因此,模型强烈扭动局限的太阳爆发,它假设一个扭结不稳定的磁通量绳的环面不稳定的稳定域中存在的爆发的主要加速阶段的发病,进一步证实。
2016-11-03 astro-ph.SR
Reconnection of a kinking flux rope triggering the ejection of a microwave and hard X-ray source. I. Observations and Interpretation
对2001年4月18日爆发的部分被遮蔽的太阳耀斑的微波成像观测表明,该事件的全球结构可以用扭曲的磁通量绳的螺旋扭结不稳定性来描述。这个模型是由反伽马形状的源表现出交叉腿的上升通量环路和腿在交叉点或附近的相互作用的证据。这种相互作用反映在交叉点附近的峰值亮度的位置和叠加的紧凑的非热源的形成,最有可能在或接近交叉点。这些源沿着两条腿向上传播,在结构的顶部合并成单个明亮的源,并以$>\!1000$ ~km\,s $^{-1}$的速度继续上升。紧凑的源捕获在无线电和硬X射线范围内辐射的加速电子。这表明它们是质体团,尽管它们的内部结构没有被数据揭示。它们在$\sim\!40$ ~s的特征时间尺度上表现出射电亮温的变化,与它们的面积反相关,这也支持它们作为等离子体团的解释。它们的传播路径不同于耀斑电流片中等离子体团形成和传播的标准情况,而是由不稳定性形成的螺旋电流片。
2010-07-13 astro-ph.SR
Partial eruption of a filament with twisting nonuniform fields
以扭结方式喷发的细丝通常被认为是扭结不稳定性的标志。然而,扭结不稳定性阈值的细丝磁结构一直没有得到广泛的理解。利用新真空太阳望远镜(NVST)的H-α观测,我们提出了一个部分爆发的暗条。在喷发中,细丝似乎从细丝的中间部分分裂,并以扭结状方式破裂。在此期间,左侧的暗条物质仍留在下方,但后来没有发生扭结运动。利用太阳动力学观测站(SDO)上的日震磁成像仪(HMI)的12分钟韵律矢量磁图,通过非线性无力场(NLFFF)外推获得了暗条的日冕磁场线。我们研究了外推的磁力线通过磁倾角是在良好的协议与观察到的灯丝。磁力线是不均匀扭曲的,似乎是由两个扭曲的磁通绳缠绕在一起。其中一个比另一个有更高的扭曲度,高度扭曲的一个在喷发开始时与扭结的喷发线对齐。此外,在爆发前,高度扭曲的磁通绳被发现扩大与近似恒定的磁场扭曲。此外,从HMI磁图推导出的螺旋度通量图显示,一些螺旋度被注入到上覆的磁拱中,但没有显著的螺旋度被注入到通量绳中。因此,我们认为,当不稳定性阈值随着磁绳的膨胀而下降时,高扭曲磁绳成为扭结不稳定。
2015-04-13 astro-ph.SR
Helical Kink Instability in a Confined Solar Eruption
一个强烈扭动的局限太阳爆发模型表明,起源于螺旋扭结不稳定的日冕通量绳保持稳定对环面不稳定。这个模型进行了测试,对观测良好的灯丝喷发2002年5月27日在参数MHD模拟研究,其中包括所有阶段的事件。与基本观察到的性能得到很好的协议。这包括暗条的限制、终端高度、扭曲、变形和溶解,以及耀斑环。该协议是强大的对参数空间的代表性范围内的变化。与观测数据的仔细比较限制了外部环向和极向场分量与$B_\mathrm{et}/B_\mathrm{ep}\approx1$的比值以及初始磁通绳扭曲与$Φ\approx4π$的比值。与喷射喷发不同,强磁重联可发生两个不同的阶段。首先,爆发通量通过与由不稳定性形成的螺旋电流片中的上覆通量重联而被切断。如果产生的通量束由于喷发的绳索的强烈扭动而连接起来,它们随后会在它们之间的垂直电流片中重新连接。这就改变了覆盖在上面的磁通量和一个扭曲程度小得多的磁通绳,为同源爆发提供了一条途径。
2016-09-02 astro-ph.SR
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
Prominence eruption initiated by helical kink-instability of an embedded flux rope
利用SDO和LASCO/SOHO观测资料研究了AR 12342附近的边缘日珥爆发和相关的日冕物质抛射的触发机制。隆起的一端有嵌入的磁通线(FT),从中间分叉到不同的足点位置。FT的形态演化类似于一个不稳定的磁绳(FR),我们认为这是一个突出的嵌入FR。FR扭曲超过了临界值。此外,在304 ~图像中日珥等离子体的形态标志着磁骨架的螺旋性质,沿着弧长总共有2.96圈。位场外推模型表明,背景磁场梯度的临界高度落在日冕内部(105 μ m),与日冕等离子体环的范围一致。这些结果表明,在嵌入FR螺旋扭结不稳定性造成的缓慢上升的突出的高度环面不稳定域。此外,差分辐射测量分析揭示了爆发过程中日珥等离子体加热到日冕温度,表明在向上上升的嵌入式FR下存在与重连相关的加热。日珥开始于10 km/s的缓慢上升运动,随后经历了快加速和慢加速阶段,在C2,C3视场内的平均加速度分别为$28.9m/s^2$,$2.4m/s^2$。正如以前的数值模拟预测,所观察到的CME前缘和核心的同步运动学配置文件支持参与FR不稳定的日珥启动。
2017-09-28 astro-ph.SR
Helicity-conserving relaxation in unstable and merging magnetic flux ropes
本文研究磁通量绳因理想扭结不稳定性及相互作用合并而发生的螺旋度守恒弛豫,结合三维MHD与测试粒子模拟解释太阳耀斑和球形托卡马克过程。
2023-08-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph
A solar blowout jet caused by the eruption of a magnetic flux rope
利用新近开发的强迫场外推(FFE)模型,研究了2012年7月2日起源于NOAA活动区(AR)11513西缘的一个喷流的三维(3D)磁结构。结果表明,喷流是由扭曲磁力线组成的磁通量绳(MFR)喷发引起的。我们进一步计算了重建磁场的扭曲数$\mathcal{T}_{w}$和压缩因子Q,发现(1)MFR与高$\mathcal{T}_{w}$区很好地对应,(2)MFR外边界与高Q区很好地对应,可能解释了喷流底部的明亮结构。MFR的捻数估计为$\mathcal{T}_{w}=-1.54\pm 0.67$。因此,当$\mathcal{T}_{w}$达到甚至超过扭结不稳定性阈值时,扭结不稳定性被认为是井喷射流的启动机制。我们的研究结果还表明,在衰减阶段的亮点实际上是由一些小的环路,这些环路被上面发生的重联加热。总之,井喷射流是大多数情况下与\citet{mcs10}提出的方案一致,除了扭结不稳定被认为是一个可能的触发器。
2017-07-16 astro-ph.SR
How Many Twists Do Solar Coronal Jets Release?
有限长度的强扭曲磁通量绳具有扭结不稳定性,可能导致太阳大气中的一系列爆发现象,包括耀斑、日冕物质抛射(CME)和日冕喷流。扭结不稳定性阈值是扭结稳定磁通量绳所能包含的最大扭曲,已在分析模型和数值模拟中得到广泛研究,但仍需要通过观测进行检验。在这篇文章中,我们将研究30个离边旋转日冕喷流释放的扭曲,并将观测结果与理论扭结不稳定性阈值进行比较。我们发现:1)具有更多扭转释放的事件的数量变少; 2)所研究的射流中的每一个已经释放了至少1.3圈的扭转数(扭转角为2.6 $π$);以及3)射流的大小与其扭转节距而不是扭转数高度相关。我们的结果表明,在太阳大气中的扭结不稳定性阈值不应该是一个常数。发现的1.3匝的扭转数的下限应该仅仅是一个必要的,但不是一个充分的条件,有限的太阳磁通量绳成为扭结不稳定。
2019-05-23 astro-ph.SR physics.space-ph
Dynamic Topology and Flux Rope Evolution During Non-linear Tearing of 3D Null Point Current Sheets
本文详细描述了三维撕裂不稳定电流片中磁场零点附近的动态磁场。我们专注于在撕裂过程中形成的磁零点和磁通绳的演变。一般来说,我们发现,这两个磁结构都是在层内大量产生的,并且是非平凡相关的。我们研究了如何在分叉过程中创建和消灭空值,并描述了它们如何在当前层内演变。首先观察到的零分岔类型与电流层内的磁通绳对的形成有关。我们还发现,新的零形成这些磁通绳,内部重联和相邻的磁通绳相互作用。通量绳表现出复杂的演变,驱动的理想扭结和它们的相互作用与流出射流从主层的组合。不稳定层的有限大小也使我们能够考虑更广泛的影响磁通绳的产生。我们发现,不稳定的电流层作为一个源的扭转MHD波和动态编织的磁场。这些结果的影响,太阳物理学的几个领域进行了讨论。
2014-06-24 astro-ph.SR physics.plasm-ph
On the Relationship Between a Hot-channel-like Solar Magnetic Flux Rope and its embedded Prominence
磁通量是一种相干的螺旋状磁场结构,最近发现它可能在太阳爆发前表现为一个细长的热通道。本文通过对2011年9月12日发生的一次临边事件的分析,探讨了热通道与伴随日珥的关系。在上升初期,热通道与日珥处于同空间。然后它迅速膨胀,导致热通道的顶部与日珥的顶部分离。同时,它们都经历了从$Λ$形状到倒Y形状的瞬时形态转变,并且这两个结构的顶部显示出高度的指数增加。这些特征是扭结不稳定性发生的良好指示。此外,扭结不稳定性的发作被发现在时间上一致的脉冲增强的耀斑发射下面的热通道,这表明,理想的扭结不稳定性可能也起着重要的作用,在触发快速耀斑重联除了启动脉冲加速的热通道和扭曲其形态。我们的结论是,热通道是最有可能的MFR系统和日珥只对应于冷的材料,收集在底部的螺旋场线的MFR对重力。
2014-06-17 astro-ph.SR
Soft X-ray emission in kink-unstable coronal loops
太阳耀斑与热耀斑等离子体产生的强烈软X射线辐射有关。扭折不稳定的扭曲磁通绳提供了一个磁能量源,它可以被脉冲释放,并解释耀斑等离子体加热。我们用MHD模拟计算了扭结不稳定冕环中热X射线发射的时间演化,并结合太阳耀斑观测讨论了计算结果。该模型由一个高度扭曲的环嵌入在一个区域的均匀和无扭曲的日冕磁场。我们让扭结不稳定性的发展,计算的等离子体的性质(密度,温度)的循环中的演变,而不考虑与色球的质量交换。然后,我们推导出的X射线发射特性的等离子体在整个耀斑插曲。在不稳定性的初始阶段,等离子体加热主要是绝热的。当不稳定性饱和时,欧姆扩散接管,导致强烈和脉冲加热(> 20 MK),导致X射线发射的快速增强和热X射线光谱的硬化。等离子体的温度分布变宽,发射测量强烈依赖于温度。在温度T > 9 MK时,等离子体出现显著的排放测量。当磁通量-绳与背景通量重新连接时,其然后朝着较低能量状态逐渐松弛。环等离子体遭受较小的零星加热事件,但冷却下来传导。总的热X射线发射在此阶段缓慢衰减,发射测量分布的高温分量收敛到幂律分布$EM\propto T^{-4.2}$。从X射线发射图直接推导出的扭曲量大大低于模拟磁通绳中的最大磁扭曲。
2014-12-09 astro-ph.SR
Origin of Quasi-Periodic Pulsation at the Base of Kink Unstable Jet
我们使用SDO/AIA和IRIS提供的高分辨率成像/光谱观测研究了2014年8月29日$^{th}$在太阳西翼发生的井喷喷流。一个反向的$γ$形状的磁通绳出现在射流{-}形态指示扭结不稳定性的开始。扭折不稳定磁绳的扭曲磁力线在其亮结处重新连接,并在$\approx$ 06:30:43 UT以234 km s $^{-1}$的平均速率发射井喷喷流。发射后不久,磁通绳的北腿完全爆发。时间-距离图显示了多个尖峰或亮点,这是周期性波动的结果,即,准周期波动(Quasi-periodic fluctuations,QPP)小波分析证实QPP具有$\approx$ 03分钟的主导周期。IRIS谱(Si~{ \sc iv}、C~{ \sc ii}和Mg~{ \sc ii})也可能通过喷流中广泛的$\&$复合剖面和双向流动的存在而指示磁重联的发生。此外,我们发现谱线展宽是周期性的,周期为$\approx$ 03分钟,并且当谱线宽度高时,即,多次重连可产生周期性谱线展宽。EM曲线也显示了不同温度箱中相同的$\approx$ 03分钟周期。图像和EM显示,这个喷流主要是冷的(色球/过渡区),而不是热的(日冕)物质。此外,线展宽,强度,和EM曲线有一个周期为$\approx$ 03分钟,这强烈支持,多个磁重联触发QPP井喷喷流。
2023-01-04 astro-ph.SR
Initiation of CME and Associated Flare Caused by Helical Kink Instability Observed by SDO/AIA
在本文中,我们提出了多波长观测的螺旋扭结不稳定性作为一个触发的CME发生在AR NOAA 11163 2011年2月24日。CME与M3.5肢体耀斑相关。SDO/AIA的高分辨率观测表明,爆发日珥中存在螺旋扭折不稳定性,这意味着磁场存在磁绳结构。增亮开始于日珥顶点以下,在激活阶段缓慢上升(约100 km/s)。在该位置瞬时形成明亮的结构,指示具有约3-4圈的螺旋。根据最近发展的模型,~ $6π-8π$的相应扭曲足以在磁绳中产生螺旋扭折不稳定性。随后在日珥的顶点形成了一个缓慢上升的团块结构,并在足点附近观察到一个耀斑环。在两分钟内,第二个斑点在日珥的北部形成。第二个团爆发(像一个等离子体喷射)与北部的突出腿的分离,耀斑强度最大化。在日珥顶点的第一个斑点显示出在天空平面上逆时针方向的旋转运动,被解释为螺旋的解旋运动,它也爆发出日冕物质抛射(CME)。RHESSI硬X射线源显示耀斑期间有两个足点源和一个环顶源。我们发现RHESSI硬X射线通量、软X射线通量导数和低日冕CME加速度有很好的相关性,这与标准耀斑模型(CSHKP)的结果一致。我们还讨论了气球以及环面不稳定性在推动日冕物质抛射中可能发挥的作用。我们的结论是,CME和耀斑是由磁绳中的螺旋扭折不稳定性触发的,主要是由环面不稳定性加速的。
2011-11-18 astro-ph.SR
The Rotation of Magnetic Flux Rope Formed during Solar Eruption
太阳暗条的爆发经常表现出围绕其上升方向的旋转运动,但仍然难以理解是什么机制支配着这种旋转,以及这种旋转如何与爆发前暗条(和同空间S形)的初始形态、暗条手征性和磁螺旋度相关。传统的观点认为旋转是磁通量绳(MFR)经历理想扭结不稳定性的结果,在解释这些关系时仍然存在混乱。在这里,我们提出了另一种解释的旋转在喷发过程中,通过分析磁流体动力学模拟,其中磁重联启动喷发从剪切拱廊配置和MFR形成在喷发过程中通过重联。模拟再现了一个反S形的MFR与右旋手征,和这个MFR的轴逆时针旋转,而上升,这与一个典型的灯丝喷发从双视角观察到的。通过计算模型化的MFR爆发过程中的扭曲和扭动数,发现伴随旋转,MFR轴的非局域扭动减小,而其周围磁力线的扭曲增加,这与将磁扭曲转化为MFR轴扭动的扭结不稳定性不同。
2022-02-18 astro-ph.SR physics.space-ph
Imaging and spectroscopic observations of a confined solar filament eruption with two-stage evolution
本研究通过IRIS和SDO观测揭示太阳暗条受限爆发的两阶段演化:外部重联导致磁通量绳瓦解,从而限制爆发。
2024-03-19 astro-ph.SR
Homologous Flux Ropes Observed by SDO/AIA
我们首先介绍了2013年5月20-22日在活动区(AR)11745进行的太阳动力学观测。四个通量绳都在AR的中性线以上,端点锚定在同一区域,并且具有大致相似的形态。对于前三个通量绳,它们在出现后以小于30 km s $^{-1}$的速度上升,随后它们在131 ° C处的强度下降,通量绳变得模糊。第四条磁绳最终以约130 km/s的速度$^{-1}$喷发,形成日冕物质抛射。伴随的丝在初始阶段表现出明显的逆时针扭转运动,并且扭转估计为4 $π$。这表明扭结不稳定性可能触发了第四磁通绳的早期上升。激活的细丝材料在空间上处于磁绳内部,它们在早期阶段表现出一致的演化。我们的发现为理解磁绳的特性提供了新的线索。首先,在AR演化过程中,在同一位置连续形成多个磁通绳。其次,缓慢上升的磁通绳不一定导致日冕物质抛射,快速喷发的磁通绳导致日冕物质抛射。
2013-10-30 astro-ph.SR
Deflection of coronal rays by remote CMEs: shock wave or magnetic pressure?
我们分析了SOHO/LASCO C2日冕观测仪观测到的5个日冕物质抛射与距日冕物质抛射90^ \circ远的日冕射线相互作用的事件。利用SOHO/LASCO C2图像序列,我们估计了日冕射线与相应的日冕物质抛射相互作用过程中的扭结传播,日冕射线与日冕物质抛射的径向距离为3R.到6 R. .我们的结论是,所有研究的事件并不符合预期的冲击波在日冕中的传播模式。日冕射线偏转可以解释为与日冕物质抛射有关的运动磁绳的磁场的影响。大尺度磁绳远离太阳的运动会引起周围磁力线结构的变化,这类似于日冕射线的扭结传播。由于磁绳以与阿尔芬速度相当的高速运动,因此应考虑电势的延迟。
2010-06-30 astro-ph.SR
MHD simulation of prominence eruption
我们进行磁流体动力学(MHD)模拟的准静态演化和喷发的扭曲的日冕磁通绳下的日冕流光建立了一个强加的通量出现在较低的边界。MHD模型结合了简单的经验日冕加热、光学薄辐射冷却和场向热传导,从而允许日珥凝聚的形成。我们发现,在准静态演化过程中,日珥/细丝凝聚的细长,S形形态的形式出现的磁通绳由于失控的辐射冷却显着扭曲的场线的倾角。日珥周围也形成了一个日珥空洞,最好是在边缘上方观察,视线几乎沿着通量绳的长度,如合成SDO/AIA EUV图像所示。支持日珥的磁场是明显的非力自由,尽管低等离子体β。通过与抑制日珥形成的模拟进行比较,我们发现日珥重量是动态重要的,可以抑制扭结不稳定性的发生,并在相当长的时间内保持通量绳的平衡,直到日珥等离子体的排放发展和减轻日珥重量。磁绳最终发展出扭结不稳定性并爆发,产生日珥爆发。合成的AIA 304埃图像显示日珥被抬升成一个喷发环,沿着环呈现螺旋状特征,沿着环腿大量排水,这在观测中经常看到。
2018-06-16 astro-ph.SR
Pseudostreamer influence on flux rope evolution
太阳活动的一个关键方面是喷发与周围日冕磁场之间的耦合,这决定了喷发事件的轨迹和形态。伪流光(PS)是日冕磁场结构,由双线圈弧形成,由来自相同极性的日冕洞的磁场线覆盖,并在中央脊处相遇。它们在脊柱中包含一个单一的磁零点,可能会影响附近通量绳(FR)的演变。要了解PS对FR喷发的净效应,首先需要研究不同的和孤立的FR-PS情景,这些情景不受其他磁结构的影响。我们进行了数值模拟,其中FR结构是在附近的PS磁配置。PS和FR的组合磁场导致形成两个磁零点。我们通过数值求解2.5D的磁流体动力学方程来发展这种情况。模拟考虑了一个完全电离的可压缩理想等离子体中存在的引力场和分层大气。我们发现,FR的动态行为可以分为三个不同的类的基础上的FR轨迹,它是否是爆发或局限。我们的分析表明,磁零点是决定的方向和强度的FR偏转和他们的层次结构取决于拓扑安排的情况。此外,PS瓣作为一个磁笼包围FR。我们报告说,总的无符号磁通量的笼是一个关键参数,定义是否FR被弹出或不。
2022-05-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Initiation and Eruption Process of Magnetic Flux Rope from Solar Active Region NOAA 11719 to Earth Directed-CME
利用太阳动力学观测站的日冕极紫外观测资料和光球磁场观测资料,对NOAA 11719太阳活动区的一次喷发事件进行了研究。AR由一个起源于主黑子的暗条通道组成,其南段与AIA通带中观察到的反S S形系统有关。我们把S形管看作是磁绳的主体。同时,还存在一个穿过该FR的扭曲通量束,其上覆通量束的形状变化类似于扭结-上升演化,与FR的上升运动相对应。表明在FR下面的薄电流片中的重连。在北极和南极评估的AR的净磁通量显示出减少而这些通量中的净电流呈现增加的趋势。由于负(正)磁通具有主导的正(负)电流,AR磁通系统的手征可能是负的(左手),与反S形FR的手征一致。对AR源磁场的分析表明,抵消磁通是FR系统单调扭曲达到临界状态触发扭结不稳定性和上升运动的主要因素。这种上升运动可能导致环面不稳定的发生,从而导致地球定向CME,而上升FR下方的变薄电流片的逐渐重联则导致M6.5耀斑。
2014-10-08 astro-ph.SR
Two-step evolution of a rising flux rope resulting in a confined solar flare
结合太阳动力学天文台和新真空太阳望远镜的观测,我们研究了由活动区12733的拖尾黑子内上升的通量绳触发的受限耀斑。位于剪切极性反转线上方的磁绳可以通过磁外推构造,但在耀斑前阶段的多波长图像中无法检测到。光球层中相反极性场之间的明显剪切运动被认为是磁绳形成的原因。磁绳的最大扭曲度高达-1.76,然后由于扭结不稳定性磁绳上升。只有当耀斑开始时,才能在高温波长下观察到通量绳。差分辐射测量结果证实了磁绳是一种高温结构。伴随着上升的磁绳,出现了许多耀斑后环和一对耀斑带。当上升的磁通绳与大尺度上覆磁力线相遇并重连时,形成一组大尺度的扭曲环,并在前者的外围出现两条反向传播的耀斑带,表明磁通绳的扭曲被转移到一个更大的系统中。这些结果表明,上升磁绳和大尺度上覆磁环之间的外部重联在局限耀斑的形成中起着重要的作用。
2019-05-02 astro-ph.SR
SDO/AIA Observations of a Partially Erupting Prominence
我们报告的部分爆发的日珥和相关的动态等离子体过程的观测记录的基础上的大气成像组件(AIA)上的太阳动力学天文台(SDO)。日珥首先经历一个缓慢上升(SR)阶段,然后是快速上升(FR)阶段。缓慢上升阶段开始后,对脚点看到几个小的亮度。在从SR到FR的转折点上,日珥已经发生了扭曲。在FR开始期间,日珥在中央扭结位置显示出强烈的增亮。我们将其解释为内部磁重联发生在爆发日珥的两条腿(通量绳)之间形成的垂直电流片。在AIA的所有EUV通道中都可以看到中央扭结位置处的增亮。在较高的温度下的差异发射的贡献是更大的相比,典型的日冕温度支持在中央扭结位置的重联方案。增亮位置上方的等离子体以嵌入CME中的热等离子体团状结构被喷射出来,而下方的等离子体则以斑点的形式流向太阳表面。AIA独特的时间分辨率允许所有这些喷发方面,包括SR到FR,扭结,中心电流片形成,等离子体团状喷发和灯丝“分裂”,在一个单一的事件中观察到,提供了强有力的和全面的证据,有利于模型的部分喷发通量绳。
2013-10-01 astro-ph.SR
Laboratory study of the failed torus mechanism in arched, line-tied, magnetic flux ropes
本研究借助MRX实验的足点电流与能量分布新诊断,揭示失败环面事件可由理想MHD效应解释,并提出仅需电极薄层非理想效应的新模型。
2023-01-20 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
An Observationally-Constrained Model of a Flux Rope that Formed in the Solar Corona
日冕物质抛射(CME)是恒星日冕等离子体的大规模喷发。了解日冕物质抛射引发的等离子体过程可应用于空间天气预报和实验室等离子体实验。James等人(Sol. 292,71,2017)使用EUV观测得出结论,在2012年6月14日爆发之前,NOAA活动区11504上方的日冕中形成了磁通量绳(SOL 2012 -06-14)。在这项工作中,我们使用的数据从太阳动力学天文台模拟的活动区的日冕磁场喷发前一个小时,使用非线性无力场外推,并找到一个通量绳达到最大高度150 Mm以上的光球。估计的平均扭曲的强烈不对称的外推磁通绳是1.35和1.88圈之间,这取决于轴的选择,虽然喷发的结构没有观察到扭结。外推通量绳的轴的顶点附近的衰变指数是典型的临界值所需的发病环面不稳定,所以我们建议,环面不稳定驱动的喷发。
2018-02-22 astro-ph.SR
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
Plasma Dynamics and Nonthermal Particle Acceleration in 3D Nonrelativistic Magnetic Reconnection
该研究通过大尺度全动理学模拟探究弱、强引导场下三维磁重联的等离子体动力学与非热粒子加速,揭示了不同区域的主导动力学机制与粒子注入规律,验证了费米加速理论,对太阳物理和天体物理研究有广泛意义。
2024-04-12 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Eruption of a multi-flux-rope system in solar active region 12673 leading to the two largest flares in Solar Cycle 24
2017年9月的太阳活动区(AR)12673产生了第24太阳活动周中最大的两次耀斑:9月6日的X9.3耀斑和9月10日的X8.2耀斑。我们试图详细地研究这两个大耀斑的演化过程以及与之相关的复杂磁系统。借助于NLFFF模型,我们确定了一个双层磁通绳配置以上的极性反转线(PIL)的AR核心区域。这两条磁绳的北端根植于一个负极性磁斑,在9月6日X9.3级耀斑之前,磁斑开始沿PIL运动并逆时针旋转。强烈的剪切运动和旋转导致两条磁通量绳的失稳,其中上一条绳随后由于扭结不稳定而向上爆发。紧接着,在这些绳索旁边的另外两组扭环束受到扰动,在5分钟内相继爆发,就像一个链式反应。同样,在9月10日同一AR发生的X8.2耀斑期间,检测到多个喷出物成分连续喷发。本文分析了03年9月至06年9月的AR磁场的演化,发现在主黑子的东面有五个偶极相继出现。这些偶极子之间的相互作用不断发生,伴随着磁通量抵消和强烈的剪切运动。在AR 12673中,显著的磁通出现和不同出现的偶极子之间的连续相互作用导致了复杂的磁系统,伴随着多个磁通绳和扭曲的环束的形成。我们认为,一个多通量绳系统的爆发导致了太阳活动周期24中的两个最大的耀斑。
2018-10-22 astro-ph.SR
The eruption of a prominence carrying coronal flux rope: forward synthesis of the magnetic field strength measurement by the COronal Solar Magnetism Observatory Large Coronagraph
从磁流体动力学(MHD)模拟的日珥爆发托管日冕通量绳,我们进行了前向合成的圆偏振信号(斯托克斯V信号)的FeXIII发射线在1074.7 nm处的MHD模型产生的建议日冕太阳磁场天文台(COSMO)大日冕(LC)测量和推断的视线磁场BLOS以上的肢体。在150 cm的孔径、12 min的积分时间和12 arcsec的分辨率下,LC可以从几乎沿其轴向观察的模拟磁通绳测量具有足够信噪比的显著BLOS,其峰值轴向场强约为10 G。观测结果表明,在日珥的高度范围内,磁绳的轴向磁场强度与BLOS有很好的相关性,并且可以分辨出该高度范围内的磁场强度随高度的增加而增加,这是支撑日珥的凹向上倾斜磁场的一个明确特征。测量还可以检测到向外移动的BLOS,这是由于通量绳在发展扭结不稳定性时缓慢上升,在其上升速度仍然低于约41 km/s的阶段期间,直到约1.3太阳半径的高度。这些结果表明,COSMO LC在提供有关CME前兆(如日珥空洞)的磁场结构及其早期演化的定量信息方面具有很大的潜力。
2018-08-18 astro-ph.SR
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
Quantifying the Topology and Evolution of a Magnetic Flux Rope Associated with Multi-flare Activities
磁通量绳(MFR)在太阳活动中起着重要的作用。一个MFR的拓扑结构及其演变的定量评估是至关重要的,更好地了解MFR和相关活动之间的关系。本文研究了2014年3月28日至29日活动区12017的磁场,其中12个耀斑是由一个暗条的间歇性爆发(无论是成功的还是局限的)触发的。利用\textit{Solar Dynamics Observatory}上的日震和磁成像仪的矢量磁场数据,计算了活动区的磁能和螺旋度注入,并利用非线性无力场模型外推了三维磁场。从外推,我们发现一个MFR是与灯丝的空间。我们进一步确定了这个MFR的位形是由一个封闭的准分界线层(QSL)围绕着它,然后我们计算了组成MFR的磁力线的扭曲数和磁螺旋度。结果表明,耀斑的发生使环绕MFR的封闭QSL结构变小。我们还发现,在我们的样本耀斑主要是由扭结不稳定性触发。此外,扭转数的变化比其他参数更敏感的耀斑的发生。
2016-04-26 astro-ph.SR
Structure, Stability, and Evolution of Magnetic Flux Ropes from the Perspective of Magnetic Twist
我们调查了NOAA活动区11817在2013年8月10日至12日期间的演变,当时它发展了一个复杂的场配置,并产生了四个封闭的,随后是两个爆发的耀斑。这些C级以上的耀斑都与位于主极性反转线上的磁通量绳(MFR)有关,在主极性反转线上存在剪切和会聚的光球流。借助于非线性无力场模型,我们通过映射磁连通性和计算每个单独场线的扭转数$\mathcal{T}_w$来识别MFR。MFR是适度扭曲的($|\mathcal{T}_w| < 2$),并具有高挤压因子$Q$的明确边界。我们发现,具有极值$|\mathcal{T}_w|$的磁力线是绳轴的可靠代理,并且MFR的峰值$|\mathcal{T}_w|$在每次耀斑前半小时内暂时增加,而在耀斑峰值之后,无论是局限型还是爆发型耀斑,MFR的峰值都减小。这种耀斑前$|\mathcal{T}_w|$的增加对活动区的自由磁能或整个区域的任何其他参数的影响很小,因为它的量适中,MFR的体积相对较小,而耀斑后它的减少显然与耀斑引起的自由磁能的逐步减少有关。我们认为,$\mathcal{T}_w$可以作为一个有用的参数,预警喷发的开始,因此,随之而来的空间天气的影响。螺旋扭结不稳定性被确定为考虑耀斑的主要候选发病机制。
2015-12-23 astro-ph.SR
Evolution, structure and topology of self-generated turbulent reconnection layers
我们提出了一个三维磁流体模拟的两个合并磁通绳展示自生和自持湍流重联(SGTR),是完全三维和快速。SGTR的探索对于理解包括日冕在内的天体物理背景下MHD湍流和磁重联之间的关系至关重要。我们研究了SGTR的途径,并应用新的工具来分析重连层的结构和拓扑结构。模拟从2.5D Sweet-Parker重联到2.5D非线性撕裂,然后动态过渡到最终的SGTR相位,该相位是全局准稳态的。过渡阶段主要由一个大的“猫眼”磁通绳的扭结不稳定性和广泛的随机层的增殖。重联层有两个一般的特征厚度尺度与重联率和不同的一个因素约为6:一个内部规模对应的电流和涡度密度,湍流波动,外流射流,和外部规模与场线随机性。重联层的有效厚度是湍流涨落产生的有效重联电场的内尺度,而不是随机厚度。重联层内的动力学与高度拓扑复杂的磁通绳结构密切相关。磁绳结构和独特的中间区域之间的内核和随机分离(“SGTR翼”)的探索是潜在的关键了解SGTR。本研究最后讨论了类质体介导的SGTR和随机观点之间的明显二元论。
2022-09-09 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Variation of Magnetic Flux Ropes Through Major Solar Flares
目前还不清楚太阳耀斑是如何被触发的,以及在什么条件下它们会随着日冕物质抛射而爆发。磁通量绳(Magnetic flux ropes,MFR)被认为是太阳爆发的中心磁结构,其理想不稳定性主要包括扭结不稳定性(kink instability,KI)和环面不稳定性(torus instability,TI),为触发机制提供了重要的候选者。本文利用观测到的光球磁图的磁场外推,系统地研究了29次爆发和16次局限事件中日冕磁场的变化,重点研究了MFRs。发现近90%的事件在耀斑爆发前具有MFR,70%的事件在耀斑爆发后仍具有MFR。我们计算了KI和TI的控制参数,包括MFR的最大扭曲数及其束缚场的衰减指数。使用KI和TI阈值经验地从单独的耀斑前的MFR,两个不同的制度显示在通过耀斑的MFR控制参数的变化。对于耀斑前两个参数都低于阈值的事件,我们发现无论是爆发事件还是封闭事件,在耀斑后参数都没有系统的变化。相反,对于耀斑前两个参数中任何一个超过阈值的事件(大多数是爆发性的),耀斑后参数系统地下降到阈值以下。这些结果提供了一个强有力的约束值的不稳定性阈值,也强调了探索其他喷发机制,除了理想的不稳定性的必要性。
2020-12-29 astro-ph.SR
MHD simulation of prominence-cavity system
我们提出了一个扭曲的,形成日冕磁通量绳下的日冕流光从准平衡到爆发开始的演变的磁流体动力学模拟。磁通绳是由下边界处的强制磁通涌现形成的。在准静态阶段的演变过程中,我们发现形成的连续性腔系统的定性特征类似的意见,所示的合成SDO/AIA EUV图像与磁通绳观察到的肢体以上几乎沿其轴。空腔包含子结构,包括“U”形或角状特征,从突出物延伸,在突出物顶部包围中心“空腔”。由于辐射冷却失控,日珥凝聚形成在高度扭曲的场线的凹陷处,而空腔则是由从凹陷处向上延伸的携带磁场的场线的密度耗尽部分形成的。日珥的“角”被扭曲的磁力线穿过,磁力线包含浅的倾角,在那里日珥凝聚已经蒸发到日冕温度。被角包围的中心“空腔”被发现对应于一个中心热而致密的核心,其中包含没有倾角的扭曲场线。通量绳最终爆发,因为其中心部分准静态上升到一个临界高度与发病的环面不稳定性。爆发通量绳加速到近900 km/s的快速速度和相关的日珥爆发显示出显着的旋转运动和扭结的形态。
2019-05-20 astro-ph.SR
A Full Study on the Sun-Earth Connection of an Earth-Directed CME Magnetic Flux Rope
利用SDO、STEREO、SOHO和WIND航天器的观测资料,对2013年4月11日NOAA 11719源活动区(AR)的日冕物质抛射(CME)磁通量绳(MFR)喷发事件进行了研究。源AR由预先存在的S形结构堆叠在被视为MFR系统的细丝通道上组成。低日冕的EUV观测表明,在过去两天的连续缓慢的通量运动的影响下,通过在S形中间的环的系绳切割重连来增加轴向通量,从而进一步发展了这个MFR系统。我们的研究表明,在AR中的MFR系统启动向上运动的扭结不稳定性和进一步驱动的环面不稳定性。在同时三点日冕观测中捕获的CME形态,与分级圆柱壳(GCS)模型拟合,并辨别出与源AR中的磁中性线取向对齐的MFR拓扑结构。这种MFR自相似地扩展,并发现在相关的近地磁云(MC)中有源AR扭曲签名。我们进一步推导出运动学的CME传播采用了过多的立体以及单航天器重建技术。虽然与其他方法相比,立体方法的表现相对较差,但与原位测量相比,拟合方法在估计CME的到达时间方面效果最好。通过GCS拟合得到的约束太阳风速度、阻力参数和三维运动学参数,我们从基于阻力的模型中构建了与现场MC到达一致的CME运动学模型。
2015-10-07 astro-ph.SR
Transverse Coronal-Loop Oscillations Induced by the Non-radial Eruption of a Magnetic Flux Rope
我们调查了2012年12月7日爆发的一个携带磁通量的磁绳引起的横向日冕环振荡。SDO/AIA在极紫外波段和BBSO地基望远镜在H $α$谱线中心观测了源自NOAA活动区(AR)11621的磁绳。磁绳的早期演化分为两个阶段:速度为$\approx$ 230\,km\,s $^{-1}$的缓慢上升阶段和速度为$\approx$ 706\,km\,s $^{-1}$的快速上升阶段。爆发产生C5.8耀斑,并且快速上升的开始与耀斑的HXR峰值时间一致。包埋日珥的速度较低,为$\approx$ 452\,km\,s $^{-1}$。在早期爆发的磁绳,附近的日冕环的干扰,并在水平和垂直方向上经历独立的扭结模式振荡。水平方向上的振荡具有$\approx$ 3.1 μ m的初始振幅、$\approx$ 294 μ s的周期和$\approx$ 645 μ s的阻尼时间。它在171年最引人注目,持续三到四个周期。垂直方向的振荡主要出现在171、193和211 μ m。初始振幅在3.4\,--\,5.2 μ m之间,平均振幅为4.5 μ m,周期在407 ~ 441 μ s之间,平均为423 μ s。振荡是阻尼的,并持续近四个周期。阻尼时间在570\,--\,1012秒之间,平均值为741秒。假设垂直振荡环为半圆形,我们根据它们的高度计算环的长度。利用观测到的周期,我们进行了冠状地震学,并估计了振荡环的…
2022-01-19 astro-ph.SR
A Study of Pre-Flare Solar Coronal Magnetic Fields: Magnetic Flux Ropes
磁通量绳(MFR)被认为是太阳爆发的中心结构,其理想的MHD不稳定性可以触发爆发。在这里,我们对2011年至2017年太阳盘中心附近导致主要太阳耀斑的所有MFR配置进行了研究,无论是爆发性的还是局限性的。根据观测到的磁图重建了日冕磁场,并根据磁扭曲分布确定了MFR,MFR定义为绕轴多于一圈的磁场线的相干组。结果表明,90%的事件具有耀斑前的MFR,其三维结构比理论MFR模型复杂得多的细节。我们进一步构建了一个基于两个参数的图,即控制扭结不稳定性的磁扭曲数(KI)和控制环面不稳定性的衰减指数(TI)。它清楚地显示了TI和KI阈值的下限,分别为$n_{\rm crit} = 1.3$和$|T_w|_{\rm crit} = 2$,因为所有高于$n_{\rm crit}$的事件和近90%高于$|T_w|_{\rm crit}$的事件都发生了。此外,通过这样的标准,超过70%的事件可以区分爆发和局限耀斑,KI似乎发挥了几乎同样重要的作用,TI在区分这两种类型的耀斑。有超过一半的事件的两个参数都低于下限,29%是爆发性的。这些事件可能是由磁重联而不是MHD不稳定性触发的。
2019-08-23 astro-ph.SR
Genesis and Coronal-jet-generating Eruption of a Solar Minifilament Captured by IRIS Slit-raster Spectra
我们提出了第一个IRIS镁II狭缝光栅光谱,完全捕捉的起源和日冕喷流产生喷发的中心盘太阳微灯丝。微暗丝出现在一个负磁极冕洞中。Mg II太阳光谱图证实了微灯丝等离子体温度是色球温度。Mg II光谱表明,爆发的微丝的等离子体具有蓝移的上升流在射流尖顶的发病和同时红移的下降流在紧凑的射流亮点(JBP)的位置。从Mg II光谱连同AIA EUV图像和HMI磁图,我们发现:(i)在负极性网络通量丛的边缘处的通量抵消中性线上方形成微丝;(ii)在微丝的快速爆发开始和喷流尖顶开始期间,JBP开始在通量抵消中性线上方变亮。根据对Mg II光谱的IRIS 2反演,JBP的Mg II明亮等离子体的电子密度、温度和向下(红移)多普勒速度分别为1012 cm^-3、6000 K和10 km,并且生长的螺旋显示为顺时针旋转。我们推测:(i)在喷发的携带微扰的扭转磁通绳的缓慢上升期间,喷发的磁通绳环的顶部通过扭动使其场方向与所遇到的环境远场相反;(ii)喷发扭结然后可以与远场重新连接以形成尖顶,并且在内部重新连接以形成JBP。我们的结论是,这种日冕喷流是正常的,因为磁通量抵消建立了一个携带微量元素的扭曲的磁绳,并触发了JBP产生和喷流螺旋产生喷发的磁绳。
2022-08-31 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