太阳日冕物质抛射的运动学与形态学

太阳日冕物质抛射 (CMEs) 是等离子体和磁场从太阳向日冕和行星际空间的大规模爆发。它们是地球及日球层其他位置不利空间天气的最主要驱动因素，因此理解支配其爆发和传播的物理过程至关重要。然而，CMEs 的弥散形态和瞬态性质使得利用传统图像处理技术对其进行识别和跟踪变得困难。本论文详细阐述了实施多尺度图像处理技术以通过日冕仪图像识别和跟踪 CME 前沿的方法。采用 CME 前沿的椭圆表征来确定 CME 的运动学和形态，与当前 CME 星表中使用的技术相比精度更高，目前正致力于自动化该程序以便应用于大量 CME 观测进行未来分析。研究发现，CMEs 并非仅仅经历恒定加速，而是倾向于在传播早期表现出更高的加速度。还发现 CMEs 的角宽度在传播过程中发生变化，通常随离太阳高度的增加而增大。然而，这些结果源自天空平面测量，未校正真实 CME 几何结构和方向对观测到的运动学和形态的影响。随着 STEREO 航天器独特双视角的出现，多尺度方法被扩展为椭圆 Tie-pointing 技术，以便在三维空间中重构 CME 前沿。将该技术应用于 2008 年 12 月 12 日朝向地球的 CME，得以准确确定其真实运动学和形态，并发现该 CME 在向日球传播过程中经历了早期加速、非径向运动、角宽度膨胀以及太阳风中的空气动力学阻力。