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总太阳 Eclipse 白光图像作为 PFSS 磁场模型的基准:关于日周期内深入分析

太阳与恒星天体物理 2024-08-30 v1

摘要

势场源面 (PFSS) 模型广泛用于模拟日冕磁场。PFSS 模型以观测到的 photosphere 磁场作为内边界条件,假设在“源面”(RssR_{ss}) 之外场线完全径向。目前,总太阳 Eclipse (TSE) 白光图像是唯一能从 photosphere 向数倍 RR_\odot 范围描绘日冕磁场的数据。我们利用 2008 年至 2020 年完整日周期内这些图像作为基准,评估 PFSS 模型的可靠性。为进行定量评估,我们对 Eclipse 数据和对应的 PFFS 模型应用滚动 Hough 变换 (RHT),测量数据与模型磁场线在整个日冕中的夹角差异 Δθ\Delta\theta。我们发现,对于给定的 RssR_{ss} 选择,平均夹角差 Δθ\langle\Delta\theta\rangle 可在日周期不同阶段最小化。具体而言,在日最大时 Rss1.3 RR_{ss}\approx1.3 \ R_\odot 最佳,而在日最小时 Rss3 RR_{ss}\approx3 \ R_\odot 效果更好。然而,无论 RssR_{ss} 选择如何,TSE 数据与 PFSS 生成的日冕场线之间都存在较大 (Δθ>10\langle\Delta\theta\rangle>10^\circ) 差异。但采用日周期相关的最优 RssR_{ss} 值后,可获得更可靠的 PFSS 生成日冕场线,便于用于模型和将现场测量值追溯到太阳源头。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.16149,
  title  = {Total Solar Eclipse White Light Images as a Benchmark for PFSS Coronal Magnetic Field Models: An In-Depth Analysis over a Solar Cycle},
  author = {Luke Fushimi Benavitz and Benjamin Boe and Shadia Rifai Habbal},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.16149},
  year   = {2024}
}

备注

21 pages, 16 figures, accepted for publication in ApJ