帕克太阳探针轨道的太阳风预测

M. S. Venzmer; V. Bothmer

doi:10.1051/0004-6361/201731831

帕克太阳探针轨道的太阳风预测

太阳与恒星天体物理 2018-03-21 v1 空间物理

作者: M. S. Venzmer , V. Bothmer

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摘要

本研究的范围是为帕克太阳探针（PSP）在 2018–2025 年任务阶段中低至 9.86 Rs 的空前距离建模太阳风环境。该研究在 CGAUSS 项目内开展，CGAUSS 是德国对 PSP 任务的贡献，作为 PSP 上 WISPR 成像仪的一部分。我们提出了一个源自 OMNI 与 Helios 数据的内日球层经验太阳风模型。太阳黑子数（SSN）及其预测被用于推导太阳风参数对太阳活动的依赖关系，并为其 PSP 任务进行预报。太阳风关键参数磁场强度、质子速度、密度与温度的频率分布由对数正态分布表示，同时考虑速度分布的双成分形状。利用 OMNI 数据汇编与 SSN 的函数关系，并基于两颗 Helios 探测器的数据，将参数的频率分布按太阳距离拟合。由此推导出一个考虑太阳活动与太阳距离的内日球层经验太阳风模型。纳入 SSN 预测并外推至 PSP 的近日点区域，使我们能够估计 PSP 任务期间计划轨迹上的太阳风环境。该经验模型给出 PSP 2018 年首次近日点在 0.16 au 处的估计太阳风值：87 nT、340 km s-1、214 cm-3 和 503000 K。对于 PSP 2024 年发生于 0.046 au 的首次最近近日点的估计值为 943 nT、290 km s-1、2951 cm-3 和 1930000 K。由于所建速度与圆以下约 20 Rs 的温度值相较于现有观测显得偏高，这表明 PSP 将按计划直接在 20 Rs 以下测量太阳风加速与加热过程。

关键词

太阳风帕克太阳探针经验模型日球层太阳黑子数空间天气预报

引用

@article{arxiv.1711.07534,
  title  = {Solar-wind predictions for the Parker Solar Probe orbit},
  author = {M. S. Venzmer and V. Bothmer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1711.07534},
  year   = {2018}
}

备注

14 pages, 14 figures, 4 tables, accepted for publication in A&A

帕克太阳探针轨道的太阳风预测

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