太阳耀斑演化的数据约束三维建模:加速、输运、加热与能量收支
太阳与恒星天体物理
2023-08-02 v1
摘要
太阳耀斑由自由磁能的释放及其向其他形式能量——动能、热能和非热能——的转化所驱动。量化这些能量分量之间的分配及其演化,对于理解太阳耀斑现象(包括非热粒子加速、输运与逃逸,以及热等离子体加热与冷却)是必要的。遥感诊断的挑战在于数据具有有限空间分辨率并受视线(LOS)模糊影响,包括不同耀斑环重叠并相互投影的情况。在此,我们通过设计一个数据约束的演化三维模型来应对这一挑战,该模型针对 GOES C1.5 级的 SOL2014-02-16T064620 多环太阳耀斑。具体而言,我们采用了早前针对单一时间帧验证过的三维磁模型,并将其扩展以覆盖整个耀斑演化。对于每个时间帧,我们调整模型中热等离子体与非热电子的分布,使得由模型综合得到的可观测量与观测相符。一旦演化模型以此方式验证通过,我们通过对模型体积积分计算并研究了演化的能量分量及其他相关参数。该方法消除了视线模糊,并允许区分重叠环的贡献。它揭示了电子加速与输运以及耀斑等离子体三维加热与冷却的新特征。我们发现了大量与高能电子能量损失无关的直接加热耀斑等离子体的迹象。
引用
@article{arxiv.2308.00149,
title = {Data-constrained 3D modeling of a solar flare evolution: acceleration, transport, heating, and energy budget},
author = {Gregory D. Fleishman and Gelu M. Nita and Galina G. Motorina},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.00149},
year = {2023}
}
备注
Accepted to ApJ; 16 pages, 11 figures, 2 animations