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磁笼和绳子作为太阳爆发的关键

自然体积554年,页面211 - 215 (2018年)引用这篇文章

主题

文摘

太阳耀斑是壮观的日冕事件释放大量的能量。他们被归类为喷发或限制1,2,这取决于他们是否与日冕物质抛射。两种类型的模型已经开发识别机制,触发器在耀斑,虽然迄今为止他们之间不可能决定因为磁场的起源耀斑不能确定所需的精度3,4,5,6,7,8。在第一种模型中,触发相关的拓扑复杂性的结构,这意味着存在磁奇异表面9,10,11。这张照片是根据观察事实支持的辐射发射发生这些特性在许多扩口附近区域12,13,14,15,16,17。第二种类型的模型属性关键作用的形成一个扭曲的通量绳,它变得不稳定。它的合理性得到模拟的支持18,19,20.,21,22,解释的一些观察23,24通过实验室实验25。这里我们报告造型的限制,使用测量photospheric磁场作为输入。我们首先使用一个静态模型计算的缓慢进化的磁状态日冕喷发前,然后使用一个动态模型来确定进化期间喷发本身。我们发现磁绳必须出现在整个事件与实地测量。这根绳子的发展慢慢饱和之前,突然爆发。它的能量不足以突破覆盖领域,线条,构成了一个封闭的笼子里,但是它的转折是足以引发扭结不稳定,导致在耀斑,正如前面建议18,19。拓扑不爆发的主要原因,但它痕迹的位置的x射线辐射。我们表明,弱磁笼会产生更有活力爆发的日冕物质抛射,与预测的能量上限对于一个给定的地区。

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图1:建立磁为模型的输入。
图2:磁场演化之前主要的耀斑。
图3:总和生育率在磁笼主要局限在喷发。
图4:进化和关总生育率的不稳定。

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确认

我们被授权访问的高性能计算资源中心Informatique国家de l 'Enseignement特级(电影)和研究所du开发署et de Ressources en Informatique (IDRIS)分配2016 - 16050438由大设备国家计算Intensif (GENCI)以及mesocentre Phymat中心的国家de la任职/巴黎综合理工学院。我们承认支持中心的国家d作为(CNES)和方向的兴业银行法国军备总局(DGA)。又感谢r . Huart讨论。太阳动力学观测卫星(SDO)的数据是由国家航空和宇宙航行局(NASA)和SDO / HMI和友邦保险的科学团队。

作者信息

作者和联系

  1. CNRS CPHT,巴黎综合理工学院,大学Paris-Saclay, 91128 Palaiseau路线de Saclay法国

    塔希尔·Amari

  2. 中心de体格Theorique、Ecole Polytechnique Palaiseau Cedex, f - 91128,法国

    Aurelien Canou

  3. 巴黎狄德罗,瞄准,巴黎索邦神学院引用,东航,CNRS,温度,f - 91191,法国

    让-雅克•阿里

  4. CNRS LPTMC UMR 7600,大学皮埃尔和玛丽·居里,巴黎,法国

    弗朗索瓦Delyon

  5. INRIA Saclay巴黎,项目γ3,1欧诺瑞街d 'Estienne d 'Orves Palaiseau, 91126年,法国

    弗雷德里克Alauzet

作者
  1. 塔希尔·Amari
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  2. Aurelien Canou
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  3. 让-雅克•阿里
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  4. 弗朗索瓦Delyon
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  5. 弗雷德里克Alauzet
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贡献

助教和交流计划和执行各种计算和分析讨论J.-J.A。助教和粮农组织工作网虽然是与助教MESHMHD适应策略。在手稿的作者是助教和J.-J.A.反馈交流

相应的作者

对应到塔希尔·Amari。

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有竞争的经济利益。

额外的信息

出版商的注意:施普林格自然保持中立在发表关于司法主权地图和所属机构。

扩展数据数据和表

扩展数据图1磁能量的进化和转折。

进化在四个小时前实际磁场能量的爆发(蓝色),势场的能量(黑色),和半开的领域能源(紫色),表示在物理单位。扭曲的演变也绘制(红色)。

扩展数据图2电流磁环境的结构。

组选择通量绳,包括中央高度扭曲的通量绳和一些绳子有可观的扭曲的超过0.5。这些绳子是位于上方和周围主要总和生育率和揭示复杂的潜势环境状态。那些蓝色的(红色)与负(正)的价值α。

扩展数据图3环不稳定指数。

一个晚上九点,磁力图ut用矩形表示指数的样本地区n计算。黄色矩形位于下方的总和生育率,而黑色矩形,用作参考,选择之外。b上面,与环面高度变化指数计算样本区域所示一个(相同的彩色编码)通过使用水平分量19意味着潜在的(自由)的磁场,<Bπ,h>。水平线表示的关键价值指数通常用于环不稳定,而垂直显示总和生育率轴的高度。

扩展数据图4体积电流的作用。

变化的磁场强度平均值以上所示的矩形扩展数据图3自由的解决方案(红色曲线),自由的解决方案B′,通过移除photospheric计算电流外的基础总和生育率曲线(绿色)和完整的自由的解决方案(B),计算考虑的总电流(蓝色曲线)。ksi数量措施清除这些外部电流的程度,与ksi = 0 (ksi = 1)指示总(no)删除。就像在扩展数据图3,垂直的黄线表示总和生育率轴的高度。一个,中央矩形;b,总和生育率外的参考矩形区域。

图5扩展数据重建方法的质量。

进化的角度θ我电流矢量和磁场之间(一个好的解决方案是自由的)算法的迭代过程中,以及诊断标准的参数< |f我| >,测量解决方案的差异。我是迭代数。

扩展数据图6与友邦保险数据进行比较。

一个,选择的电场线和设置不同的自由标量函数的等值面α为正值(红色和蓝色为负值)的重建预爆发磁配置2014年10月24日21:00ut。b相应的合成图像,友邦保险- 131 A和友邦保险- 171波长数据。c、合成发射率计算通过使用的磁场和电流密度重建预爆发磁配置2014年10月24日21:00ut。

扩展数据图7与友邦保险- 1600波长。

一个,友邦保险在1600年发射。b、情节的垂直整合的耗散J2(J是电流密度的标准)的高值区域挤压因素呢33,至于重建预爆发磁配置2014年10月24日21:00ut。这情节凸显出强烈的电流区域,重新连接预计将发生。

扩展数据图8极紫外发射和磁结构。

一个选定的磁力线不断变化的磁场配置在耀斑。b2014年10月24日,友邦排放在94年在22:00ut。c、合成发射率计算通过使用磁场和电流密度的进化磁配置在耀斑。

扩展数据图9大爆发和磁环境的作用。

选定的电场线的配置,发展成为一个主要的日冕物质抛射预爆发2014年10月24日21:00配置ut通量取消大规模应用时,包括磁笼的约束效果也因此被削弱。

扩展数据图10 Post-eruptive状态。

post-eruptive州的比较得到全面放松后的模拟进化的不稳定状态(一个)和使用HMI矢量磁数据从2014年10月25日(b)。

幻灯片

权利和权限

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、T。,Canou, A., Aly, JJ.et al。磁笼和绳子作为太阳爆发的关键。自然554年,211 - 215 (2018)。https://doi.org/10.1038/nature24671

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