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实验室科研人员对引起2015年3月17日强地磁暴事件的太阳活动源区情况给出最新的观测结果和分析

2016年08月09日 星期二 16:41:53

活动区NOAA 12297在2015年3月15日产生的日冕物质抛射(CME)与12小时前该活动区的另一次CME爆发共同驱动了第24太阳活动周到目前为止最强的一次地磁暴现象,Dst指数达到了-223 nT,并且两次爆发都只是伴随着C级耀斑,却产生了这样强的地磁效应(Liu et al., 2015, ApJL, 809, L34)。关于此次事件的日面活动源区情况还没有相关的研究工作。实验室王瑞、刘颍研究员等与ISSI-Beijing的交流访问学者Ivan Zimovets共同对3月15日太阳活动区的爆发现象进行了研究。

研究发现,此次爆发涉及多个暗条之间的相互作用,并且是通过感应爆发(sympathetic eruption)的方式触发了暗条间爆发。爆发首先是通过类日浪(surge-like)的小尺度暗条爆发作为导火索,感应触发了附近的另一稍大尺度的暗条。利用多种磁场外推结果作对比,并最终利用有力场外推成功重构出该小尺度暗条的磁场结构,同时结合SDO/AIA多波段极紫外成像观测数据,确认了该暗条的触发作用。值得注意的是,当被小尺度暗条激发的暗条向外运动到开放磁场区域的时候,该爆发暗条经历了一次明显的加速过程,并伴随着C级耀斑的发生以及另一个更大尺度暗条的一次失败爆发。结合PFSS磁场外推模型,分析了该活动区周围大尺度磁场结构,并计算了背景磁场的衰减指数(decay index)。这些结果表明开放磁场区域很可能为爆发暗条加速,以及强太阳风暴形成提供有利条件。同时,此次研究还为束缚日冕磁场在决定暗条爆发成功与否所扮演角色的重要性方面提供了参考。

此次工作对于理解和预测太阳爆发有重要意义。该论文发表在The Astrophysical Journal Letters(ApJL)上。

文章列表及连接

Wang, R., Liu, Y.D., Zimovets, I., Hu, H., Dai, X., and Yang, Z. 2016, ApJL, 827, L12

http://arxiv.org/abs/1608.01067

http://adsabs.harvard.edu/abs/2016arXiv160801067W



图一:小尺度暗条的观测与重构。(a) AR 12297 SDO/HMI的LOS磁图。(b) AIA 1600波段的环形耀斑带。(c) 和(d) 暗条爆发前后GONG H_alpha图像。(e) AIA 304波段图像。(f) 暗条的有力场重构结果。(g)和(h) NLFFF和势场外推的重构结果。

图二:(a)-(b) 活动区上方日冕磁场的PFSS重构结果。(c) 开放磁场区域随高度变化投影的俯视图。黑色和蓝色的十字对应 (a)和(b) 中爆发暗条所处位置。(d) F2上方背景磁场的衰减指数。黑色的曲线为中位数值;阴影条带表示1个标准偏差。水平和垂直线表示衰减指数关键值n=1.5和关键高度值118 Mm。

 

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