基于数据约束模拟的flux rope形成与上升阶段

背景：数据约束模型融合观测到的photosphere磁场，但由于缺乏太阳大气其余部分的磁场信息，模型依赖于推断，大多数情况下忽略了Lorentz力。然而，这一力在下层大气中仍然存在，可能在扰乱平衡配置并触发喷发方面发挥关键作用。目的：本研究旨在理解并再现一次发生于活跃区域NOAA 12241的太阳喷发事件SOL2014-12-18T21:41，前方发生M6.9次级闪热，并探讨放宽初始力平衡假设的影响。方法：本研究以非力平衡磁场为起点，该磁场从喷发前几分钟捕获的photosphere矢量磁图测得。模拟包括分层大气和非理想效应，如热导和辐射冷却。结果：flux rope在模拟中形成并上升，携带大量来自下层太阳大气的稠密物质。其形成源于对初始扭曲弓形的非零Lorentz力，无需预设已存在的flux rope或photosphere驱动运动。flux rope随后被偏向磁压较低的区域，以约350 km/s的速度逸出该域，保持约恒定的加速度。结论：成功应用了用于 modeling flaring active regions的稳健数值框架，以NOAA AR12241作为案例研究，假设喷发初期附近的真实非力平衡磁场。这一工作示例了如何通过初始Lorentz力不平衡成功触发flux rope形成，其后又逸出模拟域。它还通过添加从photosphere到 corona的分层大气，使结果能够与真实观测进行比较。