太阳日冕物质抛射的动力学：影响其传播的作用力

我们利用来自 STEREO、SOHO 任务以及 WIND 仪器的数据，研究一组 38 个观测良好的日冕物质抛射（CMEs）的日地动力学。我们试图量化洛伦兹力与空气动力阻力对其传播的相对贡献。使用 Graduated Cylindrical Shell（GCS）模型对 CMEs 进行三维重建以推导观测的 CME 参数。使用阻力系数的微观物理描述，我们发现太阳风空气动力阻力足以解释最快 CMEs 自低至 3.5 Rs 起的动力学。然而，对于相对较慢的 CMEs，我们发现当基于阻力的模型在 12 至 50 Rs 范围内的距离以下启动时，观测到的 CME 轨迹无法被解释。这表明空气动力阻力仅在高于这些高度时才主导较慢 CMEs 的动力学。为研究空气动力阻力主导高度以下的 CME 动力学，我们考虑驱动洛伦兹力的环面不稳定性（Torus Instability）模型。我们发现，对于快速 CMEs，洛伦兹力早在 3.5–4 Rs 就相比空气动力阻力可忽略。而对于慢速 CMEs，它们仅在 12–50 Rs 才变得可忽略。这证明了仅阻力模型对快速 CMEs 的成功。对于慢速 CMEs，即便超过 12–50 Rs，洛伦兹力也仅略小于阻力。对于这些慢速事件，我们的结果表明 CMEs 携带的部分磁通量可能消耗于膨胀或加热。这些耗散效应可能在描述较慢 CMEs 的传播中十分重要。据我们所知，这是使用多样化 CME 样本在此方面的首个系统性研究。对影响 CME 传播的作用力及其在不同日心距离上相互比较的物理理解，是构建描述和预测 CME 轨迹工具的重要要素。