日冕物质抛射相关激波波前的密度压缩比

我们提出一种新方法，用于从白光日冕仪图像中提取与日冕物质抛射（CMEs）相关的激波波前的三维电子密度分布与密度压缩比。我们以 2011 年 3 月 7 日和 2014 年 2 月 25 日观测到的两次快速晕状 CME（∼2000 km s$^{-1}$）为例演示该方法。我们的方法使用椭球模型推导波前的三维（3D）几何与运动学。鞘层的密度分布用具有四个自由参数的双高斯函数建模，电子分布于波前后方的薄壳内。将建模密度沿视线积分，与 COR2-A 中观测亮度比较，并采用 $\chi^2$ 方法获得高斯分布的最优参数。上游密度由事件前图像亮度反演与经验模型共同得到。进而推导密度比与阿尔文马赫数。我们发现密度压缩在 CME 头部附近达到峰值，并在更大位置角处减小。该行为符合头部受驱激波与 CME 侧翼自由传播激波的特征。有趣的是，我们发现超临界区域在激波的广大区域上延展，且持续时间（数十分钟）长于以往报道。由此可见，CME 激波能够在日冕中于广阔时空尺度上加速高能粒子，并很可能是内日球层这些粒子广角分布的原因。我们的结果也展示了多视角日冕仪观测与正向建模在遥测 otherwise 不可及区域关键激波属性方面的能力。