利用3DCORE对内日球层日冕物质抛射磁通量绳的正演模拟
太阳与恒星天体物理
2018-05-09 v2 地球与行星天体物理
摘要
预测太阳风暴（即日冕物质抛射，CMEs）的地磁效应，目前严重受限于我们无法预测CME磁芯中的磁场位形，以及单一航天器轨迹穿越其三维结构所带来的观测效应。CME磁通量绳可通过持续强劲的南向磁场，对地球磁层能量输入产生连续驱动。在此，我们以概念验证的方式展示了一种预测CME通量绳中南向磁场Bz的新方法。该方法结合了一个新颖的CME通量绳磁场半经验模型（三维日冕绳抛射，简称3DCORE）、太阳观测以及沿日地线的原位磁场数据。此处，这些数据由MESSENGER航天器为2013年7月9日至13日的一次CME事件提供。3DCORE是首个包含三维通量绳磁场的行星际传播与演化、合成航天器观测以及地磁活动指数预测的此类模型。通过对比太阳和日冕观测，可以明显看出左旋爆发CME通量绳在日冕中存在30度的逆时针旋转和20度的偏转角。计算得到的Dst指数与观测到的Dst最小值及其时间演化基本吻合，但结果对CME轴取向高度敏感。我们讨论了该方法原型的假设、局限性及其在实时空间天气预报和日球层数据解释中的潜力。
引用
@article{arxiv.1710.00587,
title = {Forward modeling of coronal mass ejection flux ropes in the inner heliosphere with 3DCORE},
author = {Christian Möstl and Tanja Amerstorfer and Erika Palmerio and Alexey Isavnin and Charles J. Farrugia and Chris Lowder and Reka M. Winslow and Julia Donnerer and Emilia K. J. Kilpua and Peter D. Boakes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.00587},
year = {2018}
}
备注
accepted at AGU Space Weather on 2018 February 13. 33 pages including supplementary material, 7 figures, 1 table. 3DCORE source code at https://doi.org/10.6084/m9.figshare.5450341