相互作用的脉冲质量抛射 (CME) 演化及其对 2024 年 5 月 10 日重大地磁暴的影响
摘要
一系列到达地球的脉冲质量抛射 (CMEs) 导致 2024 年 5 月 10 日发生重大地磁暴，这是过去二十年间最强的地磁暴。我们研究连续 CME 的运动学和热力学演化，以了解其在地球附近的相互作用机制。旨在寻找 CME-CME 相互作用的动力学、热力学和磁场特征。我们的研究重点在于比较太阳附近 CME 的热状态以及在 1 AU 处相互作用后的状态。利用 GCS 模型确定了六个指向地球的 CME 的三维运动学；采用 flux rope internal state (FRIS) 模型估算 CME 的 polytropic 指数和温度演化。通过 1 AU 处的原位观测检验相互作用 CME 的热状态。我们的研究确定了所选 CME 的相互作用高度，确认其相互作用导致在 1 AU 处识别出的复杂 ejecta 的形成。磁流体抛射物 (ME) 中等离子体、磁场和热特征，以及两个 ME 内的相互作用区域 (IR) 和单个 ME 内双 flux rope 结构，显示出 CME-CME 相互作用在原位观测中的可能特征。基于 FRIS 模型推导的各个 CME 的热力学状态揭示了其在太阳附近的多样化热力学演化，除 CME4 外，大多数 CME 在 6-9 Rsun 处均转变为等温态，其因膨胀率较慢而呈绝热态。1 AU 处的复杂 ejecta 显示出电子主导的热释放态，而离子表现出双峰分布的热状态。比较太阳附近和 1 AU 处 CME 的特征时，我们指出，由于 CME-CME 相互作用显著影响其相互作用后的特征，进行此类一对一比较困难。
引用
@article{arxiv.2504.03335,
title = {Evolution of interacting coronal mass ejections driving the great geomagnetic storm on 10 May 2024},
author = {Soumyaranjan Khuntia and Wageesh Mishra and Anjali Agarwal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.03335},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 6 figures, 2 tables (Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics journal)