SDO/HMI 观测的光球层磁元统计性质

本文利用高分辨率太阳动力学天文台/日震和磁成像仪（SDO/HMI）记录的磁像图研究太阳表面的磁元。为了提取这些磁元的统计和物理性质（如填充因子、磁通量、尺寸、寿命），采用了基于区域的 Yet Another Feature Tracking Algorithm (YAFTA) 方法。选取了 400$^{\prime\prime}\times$400$^{\prime\prime}$ 的区域以研究 2011 年期间的磁特性。负极性和正极性填充因子之间的相关系数为 0.51。对尺寸和磁通量的频率分布进行了分段幂律拟合。发现对于小于和大于 16 arcsec$^2$ 的尺寸，其幂律分布的指数分别为 -2.24 和 -4.04。对于小于和大于 2.63$\times$10$^{19}$ Mx 的磁通量，其幂律分布的指数分别为 -2.11 和 -2.51。磁元的尺寸 ($S$) 与磁通量 ($F$) 之间的关系可表示为幂律形式 $S\propto F~^{0.69}$。在三天内研究了宁静太阳 (QS) 磁元的寿命及其与磁通量和尺寸的关系。该代码检测到了寿命约为 15 小时的斑块，我们将其称为长持续时间事件。研究发现超过 95% 的磁元寿命小于 100 分钟。约 0.05% 的磁元寿命超过 6 小时。QS 中斑块的尺寸 (S)、寿命 (T) 和磁通量 (F) 之间的关系表明了幂律关系，分别为 $S\propto T~^{0.25}$ 和 $F\propto T~^{0.38}$。对新涌现磁元时间序列执行去趋势波动分析，我们得到 Hurst 指数为 0.82，这表明系统中存在长程时间相关性。