宽日冕物质抛射驱动激波侧翼的自由传播：建模与观测启示
空间物理
2025-07-02 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
大范围太阳高能粒子(SEP)事件仍然是空间天气中理解不足的现象。这些事件通常与日冕物质抛射(CMEs)及其激波有关，但控制其全球粒子分布的机制仍存在争议。2023年3月13日的事件尤其引人注目，它是一个与异常快速的行星际激波相关的大范围SEP事件。该激波速度高达3000 km/s，是近年来观测到的最极端的激波之一。我们旨在研究宽CME驱动激波的侧翼是否能与CME解耦，并作为自由传播的激波继续传播。如果激波是主要的SEP源，这种机制可能有助于解释一些最广泛的SEP事件。我们使用三维磁流体动力学日球层模型EUHFORIA模拟了宽CME驱动激波的演化。我们修改了模型，允许在CME抛射物上游的内边界直接注入激波。将此应用于2023年3月13日的事件，我们模拟了两个同时发生的CME，它们的激波形成了一个单一的、跨越280度经度的宽激波包络。然后将我们的结果与原位观测进行比较。我们的模拟显示，宽CME激波的侧翼可以作为自由传播的波持续存在到2个天文单位之外。对于2023年3月13日的事件，模拟的激波到达时间以及相关等离子体参数（如速度和密度）的幅度与分布在不同径向距离和经度的多个航天器的观测结果吻合良好。此外，组合激波结构在向外传播时扩展为准环日波。这些发现表明，快速CME的激波侧翼可以长时间持续存在，支持了这种自由传播的激波侧翼在大范围SEP事件的全球分布中起关键作用的观点。
引用
@article{arxiv.2505.02794,
title = {Freely propagating flanks of wide coronal-mass-ejection-driven shocks: Modelling and observational insights},
author = {N. Wijsen and I. C. Jebaraj and N. Dresing and A. Kouloumvakos and E. Palmerio and L. Rodríguez-García},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.02794},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 7 figures, accepted for publication in Astronomy \& Astrophysics