日冕物质抛射中能量积累与爆发起始的模型
太阳与恒星天体物理
2019-10-03 v3 空间物理
摘要
日冕物质抛射（CMEs）与爆发耀斑（EFs）是太阳系中最具能量的爆发活动。其根本起源是缓慢积累于暗条通道剪切磁场中的自由能。我们报道了首个 CME/EF 的端到端数值模拟，从零自由能初始态经暗条通道形成直至剧烈爆发，仅由磁螺度凝聚过程驱动。螺度是磁流系统间联结的拓扑度量，在日冕中守恒，不可阻挡地积累直至被抛射到行星际空间。大量研究已表明，由小尺度涡旋运动（如光球中观测到的）注入的螺度经历从中小尺度到大尺度的逆级联，在磁极性边界处“凝聚”。我们的新结果验证了该过程在嵌入背景偶极场的致密双极区内形成暗条通道，并首次展示快速 CME 最终通过磁爆裂机制发生。我们进一步表明，爆发式喷发的触发是发展于极性反转线之上耀斑电流片中的重联起始：该重联在片下形成耀斑环、在片上形成 CME 磁通绳，并启动 CME 的高速向外流动。我们的发现对太阳及其他天体物理等离子体中的磁自组织与爆发行为，以及理解和预测太阳爆发活动具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1905.13218,
title = {A Model for Energy Buildup and Eruption Onset in Coronal Mass Ejections},
author = {Joel T. Dahlin and Spiro K. Antiochos and C. Richard DeVore},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.13218},
year = {2019}
}
备注
Published in ApJ, 10 pages, 4 figures