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将磁场诊断与太阳活性区域 3D CME 速度关联

太阳与恒星天体物理 2025-10-23 v1

摘要

理解活性区域属性如何影响 CME (角质质量抛射) 动力学对于约束喷发模型和提高太空天气预测至关重要。基于极性反转线 (PIL) 处的磁场诊断,包括托管不稳定性发生临界高度 (hcrith_{\rm crit})、垂直场强 (BtB_{\rm t}) 和 辉 ribbon 流量 (RfR_{\rm f}),提供了物理上有依据的喷发起始措施。本工作的两个主要目标是:(i) 表明 hcrith_{\rm crit}BtB_{\rm t} 在 PIL 所在区域之外的感兴趣区域 (ROI) 评估时,同样能很好地预测 CME 速度;(ii) 评估 hcrith_{\rm crit}BtB_{\rm t}RfR_{\rm f} 在预测 CME 速度中的价值。通过极线场外推获取衰减指数轮廓。临界高度与 3D CME 速度 (r=0.71r = 0.71) 强相关。使用直径约为 1.81.83.73.77.37.3 Mm 的 ROI centered on PIL 加权 hcrith_{\rm crit} 来自 7.3x7.3 ROI 提供最强相关性 (r=0.73r = 0.73),而 150 Mm 处的平均 BtB_{\rm t} 较弱 (r=0.33r = 0.33)。将两者结合几乎没有改善 (r=0.74r = 0.74),确认 hcrith_{\rm crit} 作为主要预测器。CME 速度与 Bt×RfB_{\rm t} \times R_{\rm f} 中等程度相关 (r=0.44r = 0.44),当与 hcrith_{\rm crit} 结合时相关性最高 (r=0.76r = 0.76)。因此,在势场模型中,ROI 基于的临界高度与 PIL 之上的临界高度同样具有预测力,表明更广泛的活性区域场结构同样是有效的诊断。当所有参数一起考虑时,hcrith_{\rm crit} 始终显示出最高的预测力,用于 CME 速度。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.19125,
  title  = {Linking Magnetic Field Diagnostics with 3D CME Speeds in Solar Active Regions},
  author = {Harshita Gandhi and Huw Morgan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.19125},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for publication in the Astrophysical Journal