Solar Orbiter 观测到的 ICME-in-Sheath 结构中的局地粒子加速
太阳与恒星天体物理
2025-10-17 v1
摘要
在多个日冕物质抛射(CME)相互作用过程中形成的激波鞘层内的局地粒子加速是一个复杂过程,目前仍在研究之中。2024 年 3 月 23 日,太阳活动区 3614 连续爆发了两个磁通量绳(MFR),产生了双生 CME,这在日冕仪图像中得到了确认。通过分析 Solar Orbiter 和 Wind 的就地数据,我们发现主 ICME 驱动的激波追上了前方的 ICME,将其困在激波与主 ICME 之间的鞘层中,从而形成了 ICME-in-sheath(IIS)结构。利用 Solar Orbiter 观测,我们证明电子和离子均在 IIS 内被加速。在 IIS 边界处观测到超热电子的明显增强,该处强烈的流剪切和大幅度的磁场变化暗示可能存在局地电子加速。能量大于 38 keV 的电子在 IIS 中表现出持续增强,其谱指数约为 2.2,与激波鞘层和主 ICME 中的谱指数相似,表明具有相似的太阳起源。在鞘层和 IIS 内部,质子和 4He 的能谱总体上与扩散激波加速的预言一致,而 Fe 和 O 则呈现双幂律形态。此外,IIS 中的 Fe/O 比值高于鞘层中的比值,更接近于耀斑相关粒子的丰度,这暗示了被限制在 IIS 中的耀斑残余粒子。
引用
@article{arxiv.2510.14652,
title = {Local Particle Acceleration in an ICME-in-Sheath Structure Observed by Solar Orbiter},
author = {Xiaomin Chen and Chuan Li and Zigong Xu and Georgios Nicolaou and Alexander Kollhoff and George C. Ho and Robert F. Wimmer-Schweingruber and Christopher J. Owen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.14652},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 6 figures, accepted for publication in ApJ