利用 STEREO A+B 航天器首次重建日冕环三维结构：IV. 扭曲无力场的磁建模

立体三角测量的日冕环的三维 (3D) 坐标为太阳日冕活动区的磁场模型提供了强有力的约束。在此，我们使用了来自四个活动区（2007 年 4 月 30 日、5 月 9 日、5 月 19 日、12 月 11 日）观测到的约 500 个立体三角测量日冕环的 STEREO/A 和 B 数据，以及 SOHO/MDI 视线磁图。我们测量了立体环与理论磁场模型之间的平均错位角，发现势场模型的失配为 $\mu=19^\circ-46^\circ$，而对于由扭曲参数参数化的非势场模型，该值减小至 $\mu=14^\circ-19^\circ$。剩余误差与立体测量误差（$\mu_{SE} \approx 8^\circ-12^\circ$）相当。我们开发了一种势场代码，可将视线磁图反卷积为三个磁场分量 $(B_x, B_y, B_z)$，以及一种非势场正向拟合代码，用于确定扭曲环的全长（$L \approx 50-300$ Mm）、扭曲圈数（中位数 $N_{twist}=0.06$）、非线性无力 $\alpha$ 参数（中位数 $\alpha \approx 4 \times 10^{-11}$ cm$^{-1}$）和电流密度（中位数 $j_z \approx 1500$ Mx cm$^{-2}$ s$^{-1}$）。发现所有扭曲环都远低于扭结不稳定性的临界值，且其电流的焦耳耗散远低于日冕加热需求。此处开发的算法基于非线性无力场的解析解（在无力参数 $\alpha$ 中精确到二阶），代表了首个能够针对光球磁图和太阳日冕中立体三角测量环进行快速正向拟合的代码。