On the asymmetry of velocity oscillation amplitude in bipolar active regions
太阳低层大气中的速度场与磁场发生强相互作用。许多作者指出,在磁性区域内,根据频率、深度、磁通管的半径和磁场强度,功率会降低2到3倍。人们提出了许多机制来解释这些观察结果。本文利用12个双极有源区($β$ AR)在45秒频率下的SDO多普勒图和磁图,研究了速度涨落与磁场的关系。我们发现,有一个不对称的$β$ AR内,与速度振荡幅度被更多的抑制在领先的极性相比,拖尾极性。此外,最强的磁场并不能完全抑制五分钟的振荡幅度,在光斑最里面的本影中也是如此。
2012-12-12 astro-ph.SR
Loss of toroidal magnetic flux by emergence of bipolar magnetic regions
在11/22年的太阳活动周期中,太阳对流区的环形磁场的极性会周期性地反转。在有助于消除“旧极性”环形磁通量的各种过程中,出现了在太阳表面形成双极区的通量环。我们量化的损失,地下净环向通量通过这个过程。为此,我们确定了一个单独的新兴双极环的贡献,并表明它是不受表面通量运输后出现。与扩散过程的线性一起,这意味着可以通过将所有出现的双极磁性区域的贡献相加来获得总通量损失。由此产生的净环向通量的总损失率在活动最大值期间为1.3 X 10^{15} Mx/s,在活动最小值期间为6.1 X 10^{14} Mx/s,其中短暂区域分别贡献约90%和97%。这一速率与观测推断的进入行星际空间的环形通量损失率一致,对应于地下环形通量的衰减时间约为12年,也与基于湍流扩散率的简单估计一致。因此,通量出现的环向通量损失是太阳对流区净环向通量预算的相关贡献。由于通量出现的环形通量损失率与湍流扩散的预期一致,并且相应的衰减时间与太阳周期的长度相似,这是理解太阳周期和太阳内部动力学的重要限制。
2020-02-13 astro-ph.SR
Bipolar Ephemeral Active Regions, Magnetic Flux Cancellation, and Solar Magnetic Explosions
我们研究了太阳冕洞中10个双极短暂活动区(BEAR)从摇篮到坟墓的磁演化,特别是导致43个明显微耀斑事件中每一个事件的磁演化方面。这些数据来自太阳动力学天文台:211 A日冕EUV图像和视线光球磁图。我们发现:(1)每一次微耀斑事件都是一次磁爆炸,在BEAR海葵磁场爆炸波瓣的极性反转线(PIL)上产生一个小型耀斑弧,(2)相对于BEAR出现的磁绳Ω环,海葵爆炸波瓣可以是内波瓣、外波瓣或内外波瓣;(3)5次为局限爆发,20次为大部分局限爆发,18次为井喷爆发,它们是产生日冕物质抛射(CME)的磁爆炸的缩影;(4)与Moore等人(2010)的预期相反,在欧米伽环出现期间,18次井喷事件中没有一次是从BEAR的欧米伽环内部爆炸的;(5)在43次微耀斑事件之前和期间,海葵爆发叶的PIL处都存在磁通量抵消现象。在所有43个微耀斑事件之前和期间,在潜在的PIL处发现了明显的通量抵消--加上BEAR显然是所有较大的太阳双极活动区的缩影--我们预计,太阳黑子活动区的通量抵消基本上以同样的方式准备和触发了许多大耀斑和CME的磁爆炸。
2022-03-24 astro-ph.SR
Coronal Pseudo-Streamer and Bipolar Streamer Observed by SOHO/UVCS in March 2008
最后一个太阳极小期的特点是有几个特殊的方面,并存在一个复杂的磁拓扑结构,有两种不同的日冕流光:伪流光和双极流光。伪流光(英语:Pseudo-streamers)或单极流光(英语:单极流光)是一种日冕结构,它将具有相同极性的冕洞分开,而在外部日冕中没有电流片;与双极流光不同,双极流光将具有相反磁极性的冕洞分开。在这项研究中,这些结构的两个例子已经确定在卡林顿旋转2067年期间,通过应用位场源表面外推的光球场测量。我们提出了在2008年3月12日至17日期间通过紫外日冕光谱仪以高光谱和空间分辨率观察到的伪流光和双极流光的光谱分析(Uwerk; Kohl等人,1995年,太阳和日光层观测台(SOHO)。通过对O-VI双重线和Ly α线谱的分析,在扩展日冕(1.7 ~ 2.1 Rsun)中,推断了太阳风等离子体的动力学温度、电子密度和外流速度等参数。日冕的磁拓扑结构被考虑在内,并已外推的三维磁流体动力学模型的全球日冕。分析的结果显示了一些特性的伪流光的物理参数相比,获得的双极流光:特别是,我们已经发现较高的动力学温度和较高的流出速度的O VI离子和较低的电子密度值。最后,我们指出,伪流产生的“混合”型的流出,是中间的慢和快的太阳风,他们是一个可能的来源,慢/快风在非偶极太阳磁场配置。
2015-05-21 astro-ph.SR
Solar Anti-Hale Bipolar Magnetic Regions: A Distinct Population with Systematic Properties
除了它们与长期和短期磁变的因果关系外,太阳双极磁区是我们了解太阳内部大尺度环形磁结构的位置、大小和性质的主要来源。这些地区中的绝大多数(约95%)遵循系统的东西极性方向(黑尔定律),在相反的半球和偶数和奇数周期中反转。这些区域也呈现出系统的南北极性方向(乔伊定律),有助于建立极向场,为新的周期播下种子。黑尔定律是罕见的,很难研究,因为它们的数量很少。在这里,我们提出了一个统计分析的倾斜(倾斜)相对于赤道的海尔与反海尔地区跨越四个太阳周期,考虑到两个互补的倾斜在以前的研究中采用的定义。我们的研究结果表明,反黑尔地区属于一个单独的人口比黑尔地区,这表明一个不同的起源机制。然而,我们发现,反海尔区倾斜呈现出类似的系统倾斜属性和相似的纬度分布海尔区,这意味着两者之间有很强的联系。我们认为这是它们属于一个共同的环形磁通系统的证据。我们推测,反Hale区起源于极向贡献很强的Hale区出现后,极向场被就地剪切和加强。因此,它们并不与太阳内部大部分相干的环形通量系统的想法相矛盾。
2022-03-22 astro-ph.SR
Inflows towards Bipolar Magnetic Active Regions and Their Nonlinear Impact on a Three-Dimensional Babcock-Leighton Solar Dynamo Model
本文扩展三维 STABLE 太阳发电机模型,纳入随表面磁场变化的 BMR 入流,证明其可通过局地磁通量抵消抑制极向场积累并使发电机饱和,首次实现仅由 BMR 入流调控磁周期振幅与周期的三维解。
2023-10-01 astro-ph.SR
The role of flux cancellation in eruptions from bipolar active regions
日冕物质抛射(CME)是日球层中最大的喷发现象,其物理过程或触发机制尚未确定。低空磁重联与磁通量抵消似乎在CME的发生中起着重要作用,因为它可以形成一个喷发的配置,并减少磁通量,有助于上覆,稳定的领域。我们进行了第一次全面的研究,20个小的双极活动区,以探讨作为喷发触发机制的磁通量抵消的作用。我们从两极地区的火山喷发分为三种类型的位置相关,并发现所产生的喷发类型取决于活动区的演化阶段。此外,我们发现,形成喷发结构的通量抵消(低空重联)的活动区,平均而言,较低的通量抵消率比活动区样本作为一个整体。因此,虽然通量抵消起着关键作用,但它本身不足以产生喷发。结果支持,虽然通量取消在剪切拱廊可能能够建立一个喷发配置,一个成功的喷发取决于足够的覆盖和稳定领域的删除。两极极性的会聚似乎也出现在产生喷发的地区。这些发现对于理解太阳上发生的与日冕物质抛射有关的物理过程和空间天气预报具有重要意义。
2018-08-31 astro-ph.SR
The origin and early evolution of a bipolar magnetic region in the solar photosphere
在相对较弱的太阳全球磁场控制下,寻找强的局部磁场双极位形的形成机制是太阳活动物理的一个关键问题。这项研究的目的是区分是否磁场或流体运动在这个过程中发挥了主要的,积极的作用。根据2016年5月20- 25日的SDO/HMI观测,研究了活动区12548的起源和早期发展阶段。全矢量磁场和速度场进行了并行分析。的领导和尾随磁极性被发现增长不对称的幅度,磁通量,以及这些量的时间变化。前极性磁性元件起源于分布式后极性场背景下的紧凑特征,具有已经存在的后极性磁性元件。在两个磁极之间没有检测到强水平磁场的迹象。在这个双极磁区(BMR)的起源之前,它们未来的位置之间没有主要的上升流;相反,上升流和下降流是混合的,有一些下降流的流行。任何迹象表明,一个大规模的水平发散流从该地区的BMR发展是失踪,相反,一个正常的supergranulation和mesogranulation模式被保存。这种早期BMR演化的情景与基于强磁场通量管的上升$Ω$形环的模型的预期强烈矛盾,并且磁场放大和结构化的\emph{in situ}机制应该在这种情况下起作用。
2018-12-24 astro-ph.SR
Numerical Simulation of a Fundamental Mechanism of Solar Eruption with Different Magnetic Flux Distributions
太阳爆发是日冕磁场能量的爆炸性释放,如太阳耀斑和日冕物质抛射。观测表明,火山喷发区的核心往往是一个剪切磁弧,即,一个单一的双极结构,特别是光球层的相应磁极性沿着强梯度极性反转线(PIL)延长。目前还不清楚是什么机制触发了在一个单一的双极领域的喷发,以及为什么一个强大的PIL是喷发生产力。最近,我们利用高精度的模拟,建立了一个基本的机制,太阳爆发的启动,双极场的准静态剪切运动驱动的光球可以形成一个内部的电流片,然后快速磁重联触发和驱动的爆发。在这里,我们研究的行为的基本机制与不同的光球磁通量分布,即,磁图,通过理论分析和数值模拟相结合。我们的研究表明,不同磁图的双极场,在连续剪切下,都表现出相似的从慢储存到快释放磁能的演化过程,符合基本机制,这表明了该机制的鲁棒性。我们进一步发现,PIL越强的磁图产生的爆发越大,其关键原因是PIL越强的剪切双极场可以获得更大的非势性,其内部电流片可以在更低的高度和更大的电流密度下形成,从而使得重联效率更高。这也提供了一个可行的触发机制,所观察到的喷发活动区与强PIL。
2021-11-09 astro-ph.SR
Variabilities in the polar field and solar cycle due to irregular properties of Bipolar Magnetic Regions
本文利用STABLE在SFT与发电机模式下模拟BMR属性不规则性,发现倾角围绕Joy定律的离散是太阳活动周变化主因,磁通量影响显著,而纬度和浮现延迟分布影响很小。
2024-04-16 astro-ph.SR
Acoustic oscillations in the field-free, gravitationally stratified Acoustic oscillations in the field-free, gravitationally stratified cavities under solar bipolar magnetic canopies
主要目标是研究太阳大气层中位于小尺度圆柱形磁盖下的重力分层、无场空腔的动力学,以响应低洼区域的爆炸事件(由于颗粒化、小尺度磁重联等)。在柱坐标系下,导出了二维等温密度扰动的Klein-Gordon方程。该方程首先通过标准简正模分析求解,以获得腔的自由振荡谱。然后,方程求解的情况下,脉冲强迫相关联的压力脉冲中指定的低洼地区。简正模分析表明,整个圆柱形腔的颗粒尺寸往往振荡的频率为5 - 8兆赫,也与大气截止频率。此外,在对流区中激发的压力脉冲的通过在空腔中建立以相同截止频率振荡的尾流。尾流振荡可以与自由振荡模式共振,这导致观察到的振荡功率增强。这些空腔的共振振荡解释了在磁网络核心和有源区附近观察到的功率晕。
2009-05-14 astro-ph.SR
The Effects of Oscillations & Collisions of Emerging Bipolar Regions on the Triggering of Solar Flares
提前预测太阳耀斑发生的能力对人类很重要,因为它们可能对地球的环境和基础设施造成破坏。Kusano等人(2012年)已经表明,在极性反转线(PIL)附近出现的小规模双极区(BR),其通量相对于上覆场的电势分量反转,足以有效地触发太阳耀斑。在这项研究中,我们进行了进一步的三维磁流体动力学模拟研究的效果,这些小规模的BR的运动对耀斑触发的有效性。模拟了两个小尺度BRs碰撞的影响。结果表明,触发耀斑的强度取决于有多少覆盖场被BR破坏。BR的线性振荡的模拟表明,沿PIL的振荡增加耀斑强度,而整个PIL的振荡减损耀斑强度。耀斑强度受较大振幅振荡的影响较大,但对振荡频率相对不敏感。在最极端的情况下,耀斑的峰值动能比非振荡BR增加了三倍以上。BR的扭转振荡的模拟表明,对耀斑强度的影响非常小。最后,碰撞BR的模拟表明,产生更强的耀斑作为耀斑触发每个单独的BR合并。这些结果表明,显着更强的耀斑可以导致从运动的BR沿PIL的剪切场或从多个BR在同一地区的存在。
2022-06-07 astro-ph.SR
Correcting the effect of magnetic tongues on the tilt angle of bipolar active regions
双极活动区(AR)的磁极性在其出现期间表现出视线磁图的拉长。这些伸长被称为磁舌,并且归因于形成AR的出现的磁通量-绳(FR)中的扭曲的存在。磁舌的存在会影响取决于其磁通量分布的任何AR特性的测量。AR倾斜角就是其中之一。我们的目标是开发一种方法来隔离和删除与舌头相关的流量,以确定AR倾斜角尽可能精确。作为第一种方法,我们使用了一个简单的FR出现模型。这使我们能够开发和测试我们的目标,基于一种方法来消除磁舌的影响。然后,利用从模型分析中获得的经验,我们将我们的方法应用于双极AR的光球观测,显示出清晰的磁舌。使用FR模型上开发的程序,我们可以减少超过60%的倾斜估计的偏差。接下来,我们用四个因其大磁舌而选择的双极AR的例子来说明该方法的性能。新方法有效地消除了偶极的虚假旋转。该校正基本上与方法输入参数无关,并且由于其大于所有估计的倾斜误差而显著。我们开发了一种方法,在双极AR出现期间隔离与FR芯相关的磁通量。这使我们能够尽可能精确地计算AR倾斜角度及其演变。我们认为,在确定AR倾斜角的研究中观察到的高分散性,大量计算它们的视线磁图可以部分地由于磁舌的存在,其存在是没有得到充分承认。
2019-12-30 astro-ph.SR
Effects of Emerging Bipolar Magnetic Regions in Mean-field Dynamo Model of Solar Cycles 23 and 24
本研究使用包含BMR形成演化的非线性平均场发电机模型模拟太阳活动周23和24,发现BMR影响发电机过程和活动周强度,但仅其效应无法解释第24周偏弱,该现象可能源于第23周衰减期对流区湍流螺旋度下降。
2022-12-23 astro-ph.SR
Fine Structure and Formation Mechanism of a Sunspot Bipolar Light Bridge in NOAA AR 13663
Peking University(北京大学);National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家空间科学中心);Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院云南天文台);Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam(波茨坦阿基米德莱布尼茨研究所)
研究通过高分辨率观测揭示了NOAA AR 13663日珥双极光桥的精细结构,发现其由半影细丝状结构构成,源于相反极性日珥的汇聚与剪切运动,最终形成BLB。
2026-03-09 astro-ph.SR
Block-induced complex structures building the flare-productive solar active region 12673
太阳活动区(AR)12673在2017年9月穿过可见太阳圆盘期间产生了4个X级,27个M级和许多低级耀斑。我们的研究是为了回答为什么这个AR如此产生耀斑,以及过去十年中最大的X9.3耀斑是如何发生的。我们发现,在最初的几天里,有一个太阳黑子,然后在它附近相继出现了两个双极区。由于先存黑子的存在,双极运动被阻挡,而先存黑子维持其准圆形本影,只是部分半影消失。因此,双极贴片明显扭曲,相反的极性形成两个半圆形结构。在此之后,两个序列的新的双极区出现在狭窄的半圆形带内,双极斑块沿弯曲的通道分离。新的双极子与原有的双极子发生剪切和相互作用,形成了一个复杂的拓扑系统,并在此过程中发生了多次耀斑。在高剪切区,积累了大量的自由能。9月6日,在极性反转线附近的一个负斑块开始快速旋转并与周围的正磁场发生剪切,从而爆发了X9.3级耀斑。我们的研究结果表明,块诱导的复杂结构建立了耀斑生产的AR和X9.3耀斑是由爆发的暗条,由于扭结不稳定性触发。为了更好地说明这一过程,块诱发喷发模型首次提出。
2017-10-18 astro-ph.SR
The mean tilt of sunspot bipolar regions: theory, simulations and comparison with observations
本文提出了一个太阳黑子双极区平均倾角理论(前黑子和后黑子连线与太阳赤道的夹角)。平均倾斜的形成机制与科氏力对超颗粒对流和大尺度纬向环流中尺度运动的影响有关。科里奥利力和洛伦兹力(磁张力)之间的平衡决定了大尺度磁场对低纬度太阳黑子双极区平均倾斜的额外贡献。太阳差异自转的纬度依赖性影响的平均倾斜,这可以解释偏离乔伊定律的太阳黑子双极区在高纬度地区。基于非线性平均场发电机理论,考虑到总磁螺旋度守恒和沃尔夫数密度演化的预算方程,所获得的理论结果和进行的数值模拟,是一致的观测数据的平均倾斜的太阳黑子双极区在个别太阳活动周15 - 24。
2020-04-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Pivot of the Emerging Bipolar Magnetic Region in the Birth of Sigmoidal Solar Active Regions
研究追踪42个S形太阳活动区,发现双极磁区浮现时的枢转方向与S/Z形及磁扭绞手性一致,平均枢转约35°,可推断Ω环磁通量绳顶部的扭绞俯仰角。
2025-07-26 astro-ph.SR
Statistical properties of the Bipolar Magnetic Regions
利用太阳和日光层天文台(SOHO)上的迈克尔逊多普勒成像仪(MDI)观测数据,提出了一种自动识别活动区双极磁区(BMR)的计算方法,并研究了BMR的统计特性。从绝对强度大于55 G、面积大于250像素^2(495 Mm^2)的区域中确定BMR的单个磁极(正磁极或负磁极),而BMR则被确定为一对正负极之间具有最短面积权重距离的磁极。基于该方法,从1909年(1996年5月6日)和2104年(2010年12月10日)卡林顿旋转之间的MDI天气磁图中识别出2234个BMR。其中1005个位于北半球,1229个位于南半球。纬度、分离度、碎片和强度)与活动区(AR)相似。此外,基于极大似然估计(MLE)方法,这些BMR发生的频率分布作为面积大小和磁通量的函数表现出幂律行为。我们还发现,它们的方位角遵循海尔的极性定律,并略有偏离太阳赤道方向。与以前的研究结果相一致,我们得到了第23太阳活动周期间正常BMR的方位角对纬度的依赖关系。这里还检测到这些BMR的南北不对称性。
2016-12-08 astro-ph.SR
A Catalog of Bipolar Active Regions Violating the Hale Polarity Law, 1989-2018
虽然没有极性相反的双极活动区(反黑尔区)的列表,但对这种活动区(带有深次光球过程的印记)的统计研究对于理解太阳周期机制很重要。我们研究了1989年1月1日至2018年12月31日的8606个AR,以检测抗Hale区域并编制目录。使用了太阳和日光层观测台(SOHO)和太阳动力学观测台(SDO)的数据,以及德布勒森太阳光数据,威尔逊山观测台目录和图纸,以及美国空军/美国国家海洋和大气管理局太阳区摘要。分析了与抗Hale区域识别相关的复杂、模棱两可的情况。两个基本的和四个额外的标准,以确定一个AR作为一个反黑尔地区制定。基本标准假设:i)AR的主要特征必须形成相反极性的双极,其中存在两个极性的太阳黑子/孔; ii)必须观察到相反极性之间的磁性连接。一个目录的抗黑尔地区(275 AR)的编译。星表包含:NOAA编号,太阳黑子最大总面积的日期,坐标,以及该日期的校正太阳黑子面积。倾斜和最复杂的实现威尔逊山磁类也提供。在所有研究的AR中,符合拟定标准的抗Hale基团的百分比约为3.0%,这接近于分别检查每种AR的作者的早期估计值:Hale和Nicholson(Ap.J. 62,270,1925)约为2.4%,Richardson(Ap.J. 107,78,1948)约为3.1%。在以后的研究中,反Hale百分比的增加可能与:i)增加仪器的灵敏度(考虑越来越小的双极); ii)反Hale区域识别…
2020-10-27 astro-ph.SR
On Making Magnetic-Flux-Rope $Ω$ Loops for Solar Bipolar Magnetic Regions of All Sizes by Convection Cells
我们提出,磁通绳$Ω$环出现成为任何双极磁区(BMR)是由对流细胞的$Ω$环的大小从最初的水平磁场摄入通过细胞的底部。这个想法是基于(1)所有跨度($\sim$ 1000 km到$\sim$ 200,000 km)的BMR的观测特性,(2)由置于单元底部的水平场的超颗粒尺寸对流单元产生BMR的众所周知的模拟,以及(3)众所周知的对流区模拟。从观测和模拟中,我们(1)推断最大对流单体吸收的场的强度(2)合理地解释了为什么观测到的最大BMR的跨度和通量是$^3$ 200,000 km和$\sim$ 10 $^{22}$ Mx,(3)提出巨单体如何也可能制造“失效的BMR”$Ω$环,这些环填充具有水平场的上部对流区,较小的对流单体由此制造它们大小的BMR $Ω$环,(4)提出为什么在太阳黑子周期的下降阶段观察到的太阳黑子倾向于违反半球螺旋度规则,和(5)支持先前提出的太阳黑子周期发电机过程的修正巴布科克方案。由于所提出的基于对流的启发式模型,使太阳黑子BMR $Ω$循环避免了在对流区底部的初始通量绳中具有$\sim$ 10 $^5$ G场,因此它是一个有吸引力的替代方案,以目前的磁浮力为基础的标准方案,并保证测试足够高的分辨率巨细胞磁对流模拟。
2020-09-29 astro-ph.SR
Modeling Magnetic Flux Emergence in Bipolar Active Regions
本研究针对太阳活动区磁通量绳浮现的参数估算问题,提出4种参数空间规模不同的时间方法,结合贝叶斯分析与半环面磁通量绳模型,改进了活动区倾斜角等磁参数的估算,助力理解磁通量绳形成与太阳磁循环。
2024-05-20 astro-ph.SR
Observed Joys law of Bipolar Magnetic Region tilts at the emergence supports the thin flux tube model
Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University)(印度技术学院(贝拿勒斯印度教大学));Southwest Research Institute(西南研究所);Indian Institute of Astrophysics(印度天体物理研究所);IISER Kolkata(加尔各答印度科学教育与研究所)
研究通过观测双极磁区域的初始倾斜支持薄磁通管模型,揭示科里奥利力驱动磁通管倾斜的机制。
2025-11-05 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
Evidence for a [WR] or WEL-type binary nucleus in the bipolar planetary nebula Vy 1-2
我们提出了紧凑的行星状星云Vy 1-2的高色散光谱数据,其中高膨胀速度高达100公里/秒的Ha,[N II]和[O III]的发射线。HST图像显示双极结构。Vy 1-2显示一个明亮的环状结构,大小为2.4“x3.2”,在东西方向上有两个微弱的双极叶。还发现了一对微弱的节点,几乎对称地位于星云的两侧,PA=305度。此外,还观测到了深低色散谱,并首次在该星云中探测到了一些发射线,如[Cl III] 5517,5537 A,[K IV] 6101 A,C II 6461 A,C IV 5801,5812 A等。通过与太阳丰度的比较,我们发现了N的增强,C和太阳O的亏损。中央恒星在第二次挖掘阶段一定经历了热的底部燃烧(CN循环),这意味着一颗质量大于3个太阳质量的恒星。非常低的C/O和N/O丰度比表明可能是一个后共包络近距离双星系统。一个简单的球对称几何与黑体或H-缺乏恒星大气模型是不能够重现的电离结构的Vy 1-2。其中心恒星的有效温度和光度表明它是一个年轻的星云,距离约9.7千秒差距,年龄约为3500年。对缺氢恒星的C II 6461 A、C IV λλ 5801、5812 A和O III 5592 A等发射线的探测表明,该恒星存在晚型沃尔夫-拉叶星或WEL型中心星。
2015-06-30 astro-ph.SR
A 3D kinematic Babcock Leighton solar dynamo model sustained by dynamic magnetic buoyancy and flux transport processes
等离子体流和磁场之间的磁流体动力学相互作用是11年太阳黑子周期的起源和维持的基础。这些过程本质上是三维的。我们的目标是构建一个三维太阳发电机模型,一方面捕捉浮力出现倾斜的双极太阳黑子对,另一方面产生周期性的大规模场逆转介导的表面通量传输过程-即巴布科克-莱顿机制。我们进行运动学发电机模拟,其中规定的速度场是一个组合的太阳像差旋转和对流环流,以及参数化的湍流扩散。我们使用一种新的方法,通过磁场强度依赖的三维螺旋上升流,导致形成倾斜的双极太阳黑子的磁浮力建模。在我们的模拟中产生的双极点通过Babcock-Leighton机制参与极线场产生的过程,导致自持和周期性的大规模磁场反转。我们的参数空间的研究不同的振幅的对流区的扩散率,和参数的磁浮力机制的效率,揭示了它们的相对作用,在确定太阳黑子周期的属性,如振幅,周期,和动态记忆相关的太阳周期预测。我们还得到了一个新的发电机数的巴布科克-莱顿太阳发电机机制,合理地捕捉我们的模型动态。这项研究阐明了太阳对流区不同通量传输过程在确定太阳黑子周期的性质和物理过程中的相对作用,并可能导致现实的,数据驱动的3D发电机模型,用于太阳活动预测和探索恒星磁性和其他恒星中的恒星黑子形成。
2019-01-14 astro-ph.SR
Simulating the Coronal Evolution of Bipolar Active Regions to Investigate the Formation of Flux Ropes
利用Mackay等人的随时间变化的非线性无力场方法,模拟了20个双极活动区(AR)从出现到衰减的日冕磁场演化过程。使用一个包含每个AR整个演化过程的清洁光球视线磁图时间序列来驱动模拟。通过人工观测,对每个AR进行了模拟日冕磁场与太阳动力学天文台(SDO)/大气成像组件(AIA)获得的171和193 A观测值的比较。结果表明,它是可能的再现的主要日冕特征的演变,如小型和大型日冕环,细丝和剪切结构的80%的AR。改变边界和初始条件,加上欧姆扩散、超扩散和光球层水平磁场注入等物理效应,将观测结果与模拟日冕演化之间的匹配提高了20%。模拟能够再现与AR相关的50%的观测到的喷发的积聚。发现观测中发生的喷发与模拟中喷发开始时间之间的平均无符号时间差为~5小时。模拟特别成功地捕捉到了所有四次喷发的积累,这些喷发起源于AR的内部极性反转线。该技术在再现起源于AR和大规模日冕结构外围的爆发时不太成功。对于这些情况下,全球,而不是本地,非线性无力场模型必须使用。虽然该技术已经取得了一定的成功,但快速连续发生的喷发很难通过这种方法重现,模型的未来迭代需要解决这个问题。
2020-12-14 astro-ph.SR
Bipolar Magnetic Regions on the Sun: Global Analysis of the SOHO/MDI Data Set
太阳内部发电机产生的磁通量以双极磁区的形式出现。我们分析了SOHO/MDI仪器在1995-2011年获得的整套太阳磁图,并自动识别了160,079个双极磁区,这些磁区跨越了近四个数量级的尺度范围。它们的属性进行了统计分析,特别是相对于双极区的极性取向,包括它们的倾角分布。平均倾斜角(相对于E-W方向)的纬度变化(被称为乔伊定律)被发现紧密地遵循关系32.1*sin(纬度)[deg]。没有迹象表明,依赖于区域的大小,人们可能会期望,如果倾斜产生的科里奥利力在浮力上升的通量环从速跃层区域。所有区域中有百分之几的方向违反黑尔极性定律。我们展示的例子,从太阳活动周期的不同阶段,在那里定义明确的中等大小的两极地区,相反的极性方向并排发生在同一纬度带。这种方向相反的大双极区不可能是同一个环向通量系统的一部分,但不同的通量系统必须共存于同一个纬度带。这些例子是不相容的连贯的,地下的环形通量绳作为太阳黑子的来源的范例,而是表明,波动必须发挥重要作用,在所有尺度的湍流发电机。我们没有观察到尺度分离或全球和局部发电机之间的划分的支持,因为数据集中最小尺度也保留了一个非随机分量,该分量显著有助于N-S偶极矩的累积出现,导致旧的全球极向场被具有相反方向的新极向场取代。
2011-12-22 astro-ph.SR
Coronal rain in magnetic bipolar weak fields
我们打算研究在一个具有代表性的双极磁场中日冕雨现象的基本物理,包括日冕雨滴的形成和动力学。利用MPI-AMRVAC程序,对太阳大气松弛到安静状态后,磁环足点上的强加热进行了三维辐射磁流体动力学(MHD)模拟。由于辐射热不稳定性,逐渐冷却和原位冷凝开始于回路顶部。第一个大规模的凝结环顶部遭受瑞利-泰勒不稳定性,并成为破碎成较小的斑点。团块垂直下落,拖动磁环,直到它们到达低β区域,并开始沿着从环顶部到环足点的环下落。对日冕雨滴的统计研究发现,质量小于10^10 g的小雨滴占主导地位。当斑点沿着磁环落到较低区域时,它们被拉伸并形成非均匀速度图案,其中可以看到反平行剪切图案沿着斑点的中心轴线形成。太阳动力学天文台大气成像组件模拟日冕雨的合成图像与真实观测结果非常相似,在热通道中呈现黑暗的降落团块,在冷通道中呈现明亮的雨滴。我们还发现密度不均匀性在日冕雨“阵雨”,这反映了所观察到的多股性质的日冕雨。
2017-06-06 astro-ph.SR
Dynamo saturation through the latitudinal variation of bipolar magnetic regions in the Sun
对太阳磁周期的观测表明,周期的振幅在过去并没有一直增长。因此,必须有一种机制来阻止太阳磁场的增长。我们证明了一个最近提出的机制,这在Babcock-Leighton发电机框架下,这被认为是目前最有前途的范例太阳磁场的产生。这一机制是基于这样一个观测事实:较强的太阳活动周期在高纬度地区产生双极磁区,因此比较弱的太阳活动周期具有更高的平均纬度。我们在我们的三维巴布科克-莱顿太阳发电机模型中捕捉到这种效应,并表明当环形磁场试图增长时,它会在较高纬度产生BMR。在高纬度的BMR产生一个较小的极向场,从而限制了我们的模型中的磁场的整体增长。因此,我们的研究表明BMR的纬度变化是限制太阳磁场增长的潜在机制。
2021-02-01 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Production of sunspots and their effects on the corona and solar wind: Insights from a new 3D flux-transport dynamo model
我们提出了一个三维数值模型的产生和演变的磁场在太阳对流区,太阳黑子的产生和贡献的大尺度磁场的周期性逆转。然后,我们评估了这种发电场对日冕和太阳风结构的影响。该模型求解感应方程,其中速度场是规定的。这个速度场是类太阳的差异自转和纬向环流的组合。我们开发了一种算法,使内部产生的磁通量被强制运输到表面,以产生双极点。我们发现那些倾斜的双极磁性区域包含足够量的通量来周期性地逆转极磁场并维持发电机作用。然后,我们跟踪这些磁功能在表面的演变过程中的几个连续的磁周期和分析其影响的拓扑结构的日冕和太阳风的属性(分布的流光和日冕洞,慢和快的风流)与当前的太阳观测。
2018-01-29 astro-ph.SR
First Simultaneous Detection of Moving Magnetic Features in Photospheric Intensity and Magnetic Field Data
利用高时空分辨率研究了双极运动磁特征(MMF)的形成和时间演化。在大熊太阳天文台的新太阳望远镜上使用宽带TiO滤光片(705.7 nm)观测光度特性,而磁场则使用Hinode获得的分光偏振数据进行分析。首次在强度图像和磁场数据中同时观测到双极磁动势,并研究了其结构细节。研究了磁动势的矢量磁场和多普勒速度。一个双极MMF,其正极性更接近负半影形成伴随着一个明亮的,在TiO数据连接的MMF和暗半影灯丝的结构。在正极性处检测到快速下降流(<2km/s)。从全斯托克斯反演得到的矢量磁场表明,双极磁动势具有U形磁场配置。我们的观测结果提供了一个明确的强度对应所观察到的MMF在光球,和强有力的证据之间的连接的MMF和半影灯丝作为一个蛇形字段。
2012-05-02 astro-ph.SR
Algebraic quantification of an active region's contribution to the solar cycle
周期最小值的太阳偶极矩被认为是下一个周期振幅的最成功的前兆。表面通量输运(SFT)模式的数值模拟被广泛用于有效地预测周期极小值时的偶极矩。最近提出了一种代数方法来快速预测活动区(AR)对轴向偶极矩在周期最小值的贡献,而不是SFT模拟。然而,该方法假设AR的双极磁性区域(BMR)配置。实际上,大多数AR在相反极性的配置中是不对称的,或者具有更复杂的配置。这样的AR的演变显着不同的BMR近似。我们提出了一种广义代数方法来描述的轴向偶极子的贡献与任意配置的AR,并评估其有效性相比,基于BMR的方法。我们采用数学推导得到的一般方法。我们比较的结果与SFT模拟观察到的AR,人工创建的BMR,AR与更复杂的配置的广义方法。我们还比较了结果与基于BMR的方法。广义方法与SFT模型等价,并精确地预测了AR对偶极矩的贡献。该方法具有更高的计算效率比SFT模拟。虽然基于BMR的方法具有与广义方法相似的计算效率,但它仅对对称双极AR准确。基于BMR的方法系统地高估了非对称双极AR的偶极子贡献,并随机地错误计算了更复杂AR的贡献。广义方法提供了一个快速和精确的量化的AR的贡献,太阳周期的演变,这铺平了道路的应用到基于物理的太阳周期预测。
2021-04-25 astro-ph.SR
The best of both worlds: Using automatic detection and limited human supervision to create a homogenous magnetic catalog spanning four solar cycles
双极磁区(BMR)是太阳变化的基石。它们是导致太阳活动周期的大规模磁场过程的示踪物,是日冕的塑造者,是大规模太阳磁场的组成部分,是导致耀斑和日冕物质抛射的自由能量收支的重要贡献者。令人惊讶的是,尽管自20世纪70年代初以来就存在对磁场的系统测量,但今天却没有均匀的BMR目录。这项工作的目的是通过创建一个同质目录的BMR从20世纪70年代到现在,以解决这一不足。为此,在本文中,我们讨论的优点和缺点的自动和手动检测的BMR和如何将这两种方法相结合,形成我们的双极活动区域检测(BARD)代码的基础上,其支持人类的监督模块。目前,BARD目录包含超过10,000个独特的BMR,这些BMR在每天的观测中被跟踪和表征。在这里,我们还讨论了我们未来的计划,创建一个扩展的多尺度磁目录相结合的SWAMIS和BARD目录。
2022-03-22 astro-ph.SR
Does nonaxisymmetric dynamo operate in the Sun?
我们探讨的随机非轴对称扰动的动力学螺旋($α$效应)和扩散衰减的双极磁区的大规模非轴对称磁场在太阳上的产生和演变的影响。使用一个简化的二维非线性平均场发电机模型,并假设双极区出现由于磁浮力原位的大规模发电机行动,我们表明,波动的$α$效应可以保持非轴对称磁场通过太阳型$α^{2}Ω$发电机过程。研究发现,双极活动区的扩散衰变可能是太阳上观测到的非轴对称磁场的主要来源。我们的结果表明,具有$α$效应随机扰动的非轴对称发电机模型可以解释极高活动时期(“超周期”事件)以及磁活动深度下降时期。我们比较了过去四个活动周期的太阳磁场的天气观测模型,并讨论了我们的结果解释恒星磁活动观测的影响。
2018-10-14 astro-ph.SR
Relationship between photospheric currents and coronal magnetic helicity for force-free bipolar fields
日冕磁螺旋度的起源和演化至今还没有很好的认识。例如,活动区的磁螺旋度通常约为$10^{42}$ Mx $^2$($10^{26}$ Wb $^{2}$),但据认为注入日冕的观测过程还没有提供对所产生的磁螺旋度预算或时间演变的准确估计。磁螺旋度的变化对于理解耀斑、日冕物质抛射及其相关的磁云的物理性质是很重要的。为了阐明这一主题,我们在这里调查的变化,由于电流在日冕中的一个单一的扭曲的磁通量管,可以模拟特征的日冕结构,如活动区灯丝,S形,或日冕环。对于双极光球磁场和几种电流分布,我们将日冕场外推为非线性无力场。然后,我们计算了相对磁螺旋度,以及自我和相互螺旋度。从具有中等电流量的磁配置开始,当最大电流强度增加2倍时,磁螺旋度的量可以增加2个数量级。磁螺旋度对电流密度的高灵敏度可以部分解释光球层、日冕和磁云中测量值之间的差异。我们的结论是,磁螺旋度强烈地依赖于电流密度的强度和它的分布。只有改进光球层电流密度的测量,才能增进我们对太阳大气中磁螺旋度含量的了解。
2009-03-16 astro-ph.SR
Magnetic fluxes of solar active regions of different magneto-morphological classes: I. Cyclic variations
利用1996年5月12日至2021年12月27日期间观测到的3046个太阳活动区的资料,研究了不同复杂度的太阳活动区的磁通量随太阳活动周的变化规律.利用了太阳和日光层观测台上的迈克尔逊多普勒成像仪和太阳动力学观测台上的日震和磁成像仪的磁图。每种AR被分类为规则双极AR(A1或A2类),或不规则双极AR(B1类),或多极AR(B2或B3类)。单极AR被分为特定的U类。我们发现了以下结果。不同类别的AR的无符号磁通量随周期同步演化,磁通量曲线之间的相关系数在0.70 - 0.99之间变化。最深的太阳极小期是同时观察到的所有类。在最深的最小值期间仅观察到最简单的AR:A1和B1级AR。周期的整体形状由规则的AR决定,而太阳活动极大期的精细结构则由最复杂的不规则AR决定。在太阳活动极大期,A类和B类AR贡献了大约相等的通量(占总通量的45 $-$-50%)。因此,观测使我们能够得出结论,具有10 $^{21}$ Mx以上磁通量的AR的出现是由太阳发电机引起的,该发电机作为一个独特的过程运行,显示具有循环行为和不可避免的波动的非线性动力耗散系统的特性。
2022-12-14 astro-ph.SR
Evidence of Twisted flux-tube Emergence in Active Regions
在双极活动区(AR)的出现阶段观察到延长的磁极性。这些扩展的功能,称为磁舌,被解释为在形成AR的环形磁通管中的磁通量的方位角分量的结果。我们开发了一种新的系统和用户独立的方法来识别AR舌头。我们的方法是基于确定和分析的AR主极性反转线(PIL)的演变。通过测量PIL方向和与AR主双极轴正交的方向之间的锐角[ tau]来量化舌片的影响。我们应用一个简单的模型来模拟双极AR的出现。该模型使我们能够解释磁舌对表征AR的参数(例如,PIL倾角和倾斜角及其演变)的影响。在这个理想化的运动涌现模型中,τ是扭曲度的单调递增函数,并且与磁螺旋度具有相同的符号。我们系统地将我们的程序应用于一组双极AR,观察出现在视线磁图超过八年。对于大多数研究的情况下,舌头只有一个小的影响AR倾斜角,因为舌头有一个更低的磁通量比更集中的主极性。从观测到的演化的τ,校正的倾斜角的时间演变和AR完全出现时,其最终值,我们估计的平均数量的匝数在subphotospherically新兴的通量绳。除一个外,41个观测到的AR值均低于1。这表明亚光球层的磁通绳通常具有较低的扭曲量,即高度扭曲的磁通管是罕见的。我们的研究结果表明,PIL的演变是一个强大的指标存在的舌头和限制的数额扭曲新兴磁通管
2015-05-07 astro-ph.SR
Toroidal Magnetic Flux Budget in Mean-Field Dynamo Model of Solar Cycles 23 and 24
本研究针对第23和24太阳周的三维平均场发电机模型,分析其轴对称部分的环向磁通量收支,揭示了各因素对环向场产生的贡献及三维模型相对二维模型的通量产生速率差异。
2023-11-08 astro-ph.SR
Small-scale loops heated to transition region temperatures and their chromospheric signatures in the simulated solar atmosphere
最近的观测揭示了在过渡区(TR)和日冕温度采样的观测数据中可见的非常小尺度的环状结构。它们的形成仍不清楚。我们研究了一个双极系统的例子,在现实的磁流体动力学模拟和前向合成的谱线,以调查这些功能是如何发生的。使用MURaM代码进行计算以生成模型大气。使用Multi3D代码在两个角度($μ= 1$、$μ= 0.66$)计算合成H $α$和Si IV光谱。磁场线跟踪模型和底层场拓扑结构的演变进行了检查。合成的H $α$多普勒显示环在几分钟内急剧演变。合成的H $α$线剖面显示观察到的线芯的不对称性和多普勒频移。然而,它们也显示了线翼中的强发射峰,即使在石板视图中也是如此。合成的Si IV发射特征部分与H $α$多普勒图中可见的结构一致,部分遵循单独的磁场线。有些甚至在lg $(T /K)= [5.0, 5.5]$温度区间的排放测量图中可见。发射区描绘出双极区中极性相反的磁场线。我们发现,我们的研究结果在很大程度上再现了所观察到的功能和他们的特点。一个具有快速移动和洗牌的足迹的双极系统可以产生许多加热到高温的小规模重复事件。所得到的可观察特征的形态和演变可以根据视角而变化。
2022-11-16 astro-ph.SR
Influence of photospheric magnetic conditions on the catastrophic behaviors of flux ropes in active regions
由于目前常规观测只能观测到光球层的磁环境,因此了解光球层磁环境对太阳爆发活动的影响具有重要意义。以往关于灾变的研究表明,在部分开放的双极场中由磁绳组成的磁系统会发生灾变,但在相同的光球条件下,如果双极场完全封闭,则不会发生灾变。为了研究光球磁场条件对该系统灾变行为的影响,我们扩展了笛卡尔坐标系下的2.5维理想磁流体动力学(MHD)模型,模拟了不同光球通量分布下系统平衡态的演化.我们的模拟结果表明,只有当光球通量不集中太多的极性反转线和双极场的源区不太弱,突变发生,否则没有突变发生。因此,在某些光球条件下,灾难可能发生在完全封闭的配置,而它停止存在于部分开放的配置。这表明背景场是完全封闭的还是部分开放的并不是磁绳系统灾变存在的唯一必要条件,光球条件对磁绳系统的灾变行为也起着至关重要的作用。
2017-01-06 astro-ph.SR
Algebraic Quantification of the Contribution of Active Regions to the Sun's Dipole Moment: Applications to Century-scale Polar Field Estimates and Solar Cycle Forecasting
本研究利用百年太阳观测数据验证了代数量化方法估算太阳活动极小期偶极矩的有效性,佐证了Babcock-Leighton机制的核心作用,并基于该方法预测第25太阳活动周为中等偏弱周期。
2024-05-07 astro-ph.SR
Small-scale solar surface magnetism
这篇对“太阳磁变率和气候”的贡献回顾了太阳表面的小尺度磁特征,特别是构成网络和谱斑的强场但微小的磁集中,代表了太阳黑子和丝状体之外的大多数磁性。在活动区的斑斑中,它们大多具有相同的极性,它们的出现随太阳黑子数测量的活动变化而变化,但当它们在小尺度上出现双极混合时,它们也可能是由不随周期变化的颗粒尺度发电机作用引起的。
2021-05-30 astro-ph.SR
$f$-mode strengthening from a localized bipolar subsurface magnetic field
最近在日震学中的数值工作表明,周期性变化的地下磁场导致$f$模式的扇形化,该模式出现于地表的密度跳跃。为了模拟更现实的情况,我们现在用包络调制这种周期性变化,从而更加强调域中间的局部双极磁结构。一些值得注意的调查结果是:(i)与纯流体动力学情况相比,在高水平波数$k$处,$f$ -模的强度明显更大,但是对于这里研究的局部次表面磁场浓度,扇形比先前研究的周期性磁场浓度弱;(ii)当磁场的强度在表面以下的固定深度处增强时,- 在$kω$图中$f$模式的扇形化以这样的方式成比例地增加,使得归一化的$f$模式强度在不同的这种情况下保持几乎相同;(三)当施加更真实的局部磁场集中时,以前在谐波变化磁场的情况下报告的不稳定布洛赫模现在完全不存在的表面下,从而表明,布洛赫模式是不太可能在太阳周期的大多数阶段的支持;(iv)$f$模式的强度似乎也取决于深度的磁场浓度,使它显示出一个相对递减时,最大的磁场移动到更深的一层。我们认为,探测$f$模式的扰动,如正在探索的那些在光球层以下的太阳磁场的有效示踪剂之前,这些是直接检测到的活动区域或太阳黑子的可见表现。
2019-04-12 astro-ph.SR
Emergence of magnetic flux generated in a solar convective dynamo. I: Formation of Sunspots and Active regions, and Origin of Their Asymmetries
我们提出了一个现实的太阳黑子和活动区形成的基础上出现的太阳对流发电机产生的通量束的数值模型。为此,我们使用的磁场和速度场在太阳对流发电机模拟的顶部边界附近的水平层,以驱动现实的辐射磁流体动力学模拟的对流区的最上层。主要结果如下:(1)出射的通量束以对流上升流的平均速度上升,并分裂成小尺度的磁性元素,这些磁性元素进一步上升到光球层,在光球层中,通过小尺度磁性元素的合并形成双极黑子对。(2)丝状半影结构在太阳黑子通过持续的通量出现而仍在增长时形成。与经典的Evershed效应相反,在半影区的大部分区域内,流入流似乎占上风。(3)一个形成良好的太阳黑子是一个大部分是单一的磁性结构,它被锚定在一个持久的深层次下沉通道中。点外的流场显示出一个巨大的涡环,包括15 Mm深度以下的流入和15 Mm深度以上的流出。(4)太阳黑子成功地再现了观测到的太阳活动区的基本特性,包括具有更强场强的更连贯的领先黑子,以及双极太阳黑子对的正确倾斜。这些不对称性可以链接到的内在不对称性的磁场和流场适应对流发电机模拟。
2017-08-16 astro-ph.SR
Synthetic solar cycle for active regions violating the Hale's polarity law
双极活动区(AR)的长期观测序列提供了有关全球太阳磁场极向和环向分量相互转换的重要信息。根据黑尔极性定律,环向场的方向决定了AR中领先黑子的极性。绝大多数双极AR都遵循这种规律,而少数AR具有相反的极性(反黑尔AR)。然而,对这些AR的研究受到其统计数据不足的阻碍。本文将16-18和23、24年5个11年周期的资料综合起来,编制了一个具有独特时长和纬向宽度的合成周期。合成周期包括14838个AR的数据,其中367个是抗Hale AR。演示了编译合成循环的特定例程。我们发现,在一般情况下,反黑尔AR遵循太阳活动周期,并均匀地分布在整个时间-纬度图,这意味着它们与全球发电机机制和环形通量系统的根本联系。它们的数量和百分比的增加发生在周期的第二部分,这有利于它们对极场反转的贡献。反海尔AR的百分比在蝴蝶图的边缘和附近的一个即将到来的太阳极小值(在那里的环向场减弱)的过剩可能与湍流对流和磁场波动的影响,对出现的通量管的加强。磁赤道和日面赤道之间的错位的证据也被发现。
2022-03-02 astro-ph.SR
Bipolar magnetic spots from dynamos in stratified spherical shell turbulence
Mitra等人(2014年)的最新研究表明,在具有螺旋度的强分层强制双层湍流中,下层具有相应的大尺度发电机作用,上层出现磁场,其形式为边界清晰的双极磁点。在这里,我们将这个模型扩展到球楔几何,覆盖北半球高达75°纬度和180°的方位角范围。动力螺旋度和大尺度磁场在低纬度最强。对于中等强度的层结,形成几个两极点,最终填满整个纵向范围。在早期,斑点的极性反映了下面的方位场的方向,正如Ω形通量环所预期的那样。在后期,它们的倾斜变化,使得在相隔约10°的不同纬度处存在相反方向的径向场。我们的模型表明,自发形成的斑点的大小远远大于压力标度的高度。他们倾向于产生接近统一的填充因子被认为是让人想起高度活跃的恒星。我们证实,强烈的分层和强烈的尺度分离是必不可少的成分背后的磁点形成,这似乎是与在较大的深度下降流。
2015-06-02 astro-ph.SR
AutoTAB: Automatic Tracking Algorithm for Bipolar Magnetic Regions
本文提出AutoTAB算法,通过差分旋转二值图跟踪双极磁区全生命周期,成功跟踪9152个BMR,提供演化数据集,并验证了纬度-时间分布和11年周期。
2023-06-15 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.space-ph
Eruptions from solar ephemeral regions as an extension of the size distribution of coronal mass ejections
在过渡区和日冕探测器(TRACE)的171 A(~1 MK)通带中对宁静日冕的观测经常显示出小尺度短暂双极区日冕部分的破裂,这类似于与大得多的尺度上的日冕物质抛射相关的现象:短暂的区域表现出耀斑般的增亮,在色球温度下携带吸收物质的快速上升的细丝,或周围日冕的暂时变暗。我分析了1998/04/01和2009/09/30之间所有可用的TRACE观测序列,其中全分辨率171A图像序列跨越一天或更长时间,在磁盘中心500弧秒内,观察基本上是安静的太阳,具有良好的曝光和相对较低的背景。在2000年至2008年期间确定了10个这样的数据集,跨越570小时的观测,共17133次曝光。确定了80个小规模的日冕喷发。它们的大小分布形成了一个平滑的延伸分布的角宽度的日冕物质抛射,这表明双极磁区的喷发频率基本上是无标度超过至少两个数量级,从喷发附近的角秒分辨率极限的TRACE最大的日冕物质抛射观察到的内日球层。这个尺度范围可能与磁场中的连通性范围的嵌套集合的属性相关联,其中越来越大和能量的事件可以越来越高地到达日冕中,直到到达日光层。
2009-12-05 astro-ph.SR
The cause of the weak solar cycle 24
太阳活动的11年周期比之前的三个周期要少得多。在它之前有一个极深的活动极小期,极区磁通量很低,这是导致随后周期中太阳磁场活动的环向场的来源。对太阳表面场演变的模拟表明,弱极场以及当前周期24的弱点主要是由低纬度出现的一些较大的双极区造成的,这些双极区具有“错误”(即,相反的大多数为这个周期)的取向,他们的磁极在南北方向,这损害了增长的极场。这些区域有特别强的影响,因为它们出现在太阳赤道的$\pm10^\circ$纬度范围内。
2015-07-07 astro-ph.SR
Extended statistical analysis of emerging solar active regions
利用太阳动力学天文台(SDO)日震磁成像仪(HMI)的视向磁图观测资料,研究了太阳活动区的极性分离、磁通量、磁通量出现率、扭曲和倾斜。极性分离和最大磁通量的活动区域的功能依赖性是在一个简单的模型,作为浮力的结果通量出现一致。我们的调查没有发现任何强烈的依赖性的出现率的扭曲性能的活动区。
2018-11-29 astro-ph.SR
Spatial extent of the magnetic influence of an active region on the solar atmosphere
本文将太阳活动区建模为光球层下的磁偶极子,研究其磁场对光球层和日冕的空间影响范围,并给出典型活动区的可忽略距离阈值。
2025-07-24 astro-ph.SR
A Statistical Study on Property of Spatial Magnetic Field for Solar Active Region
磁场是太阳活动的主导因素,太阳耀斑与磁场的分布及其对应的磁能有着直接的关系。本文根据怀柔太阳观测站(HSOS)太阳磁场望远镜(SMFT)观测到的矢量磁场,给出了空间磁场与太阳耀斑关系的统计结果。空间磁场是由SMFT观测到的光球矢量磁场外推得到的。选取1997 - 2007年期间有耀斑爆发的23个活动区作为数据样本。研究结果如下:1.耀斑后磁场谱线降低的区域有16个(69%); 2. 17个(74%)活动区耀斑后自由能降低。结果表明,对于大多数活动区,太阳耀斑后的磁场变化与前人的观测和研究结果是一致的。
2014-05-09 astro-ph.SR
Properties of Magnetic Tongues over a Solar Cycle
双极活动区(AR)出射变形过程中的光球主磁极性空间分布被称为磁舌。它们归因于形成AR的环形磁通量管中的扭曲的存在。本文的目的是研究新出现的AR的扭曲从光球视线磁图中观察到的磁舌的演变。我们将Poisson等人(2015,Solar Phys. 290,727)描述的程序应用于在整个太阳周期23和周期24开始时观察到的AR。我们的研究结果表明,使用舌头作为扭曲的代理获得的半球规则具有弱的符号优势(南半球为53%,北半球为58%)。通过定义舌角的变化,我们表征了AR出现的不同阶段的磁舌的强度。我们发现,有一种趋势的舌头是强的出现在开始和变弱的AR达到其最大磁通量。我们比较这种演变与出现的环形磁通绳模型与非均匀扭曲。只有当使用广泛的扭曲轮廓,特别是在垂直于光球的方向上具有各种各样的扭曲梯度时,才能再现所分析的AR中舌头的演变。虽然使用的分析模型是一个特殊的情况下,选择最小化问题的复杂性,所获得的结果设置新的观测约束的理论模型的磁通绳出现,形成双极AR。
2016-09-01 astro-ph.SR