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Characterizing and predicting the magnetic environment leading to solar eruptions

机译：表征和预测导致太阳爆发的磁性环境

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The physical mechanism responsible for coronal mass ejections has been uncertain for many years, in large part because of the difficulty of knowing the three-dimensional magnetic field in the low corona. Two possible models have emerged. In the first, a twisted flux rope moves out of equilibrium or becomes unstable, and the subsequent reconnection then powers the ejection. In the second, a new flux rope forms as a result of the reconnection of the magnetic lines of an arcade (a group of arches of field lines) during the eruption itself. Observational support for both mechanisms has been claimed. Here we report modelling which demonstrates that twisted flux ropes lead to the ejection, in support of the first model. After seeing a coronal mass ejection, we use the observed photospheric magnetic field in that region from four days earlier as a boundary condition to determine the magnetic field configuration. The field evolves slowly before the eruption, such that it can be treated effectively as a static solution. We find that on the fourth day a flux rope forms and grows (increasing its free energy). This solution then becomes the initial condition as we let the model evolve dynamically under conditions driven by photospheric changes (such as flux cancellation). When the magnetic energy stored in the configuration is too high, no equilibrium is possible and the flux rope is 'squeezed' upwards. The subsequent reconnection drives a mass ejection.%本期封面所示为利用来自NASA Solar Dynamics Observatory探测器上的Helioseismic and Magnetic Imager仪器的数据建立的一个太阳磁模型,它所反映的是在由所喷发出的一条磁绳(magnetic rope,在图片的最上端用蓝色表示)产生的一次太阳爆发之前的情况。日冕物质喷发是太阳大气层中的大规模喷发,由嵌入在一个磁场中的一个巨大的太阳等离子体云组成。它们有可能在地球上产生太阳风暴,这种风暴能损坏人造卫星和中断地面上的发电过程。利用在2006年12月13日的日冕物质喷发之前4天对光球磁场所做的观测,同时结合数值模拟,Tahar Amari等人发现,造成这种喷发的物理机制,可以通过由磁通量构成的一条"绞绳"(twisted rope)的出现和随后的喷发得到最好的解释。封面:Tahar Amari/CNRS-Ecole Polytechnique. France。
机译：多年来，用于冠状物质抛射的物理机制一直是不确定的，这在很大程度上是由于难以了解低电晕中的三维磁场。出现了两种可能的模型。首先，扭绞的通量绳不平衡或变得不稳定，随后的重新连接为喷射提供动力。在第二个过程中，由于喷发本身期间拱廊（一组场线拱）的磁力线重新连接而形成了一条新的磁通绳。两种机制都得到了观察性支持。在这里，我们报告建模，该建模证明了扭绞的通量绳会导致弹出，以支持第一个模型。看到日冕物质抛射之后，我们使用四天前在该区域中观察到的光球磁场作为边界条件，以确定磁场的构型。该场在喷发之前缓慢发展，因此可以有效地视为静态溶液。我们发现，在第四天，磁通绳形成并增长（增加其自由能）。然后，由于我们让模型在光球变化（例如通量抵消）驱动的条件下动态演化，因此该解决方案成为初始条件。当存储在配置中的磁能太高时，则不可能达到平衡，磁通绳会被“挤压”向上。随后的重新连接驱动了一次大质量弹射。％本期封面显示为利用来自美国国家航空航天局（NASA）太阳动力学天文台探测器上的流变和磁成像仪仪器的数据建立的一个太阳磁模型，日冕物质喷发是太阳大气层中的大规模喷发，由嵌入在一个磁场中的一个巨大的太阳等离子体云组成。它们有可能在地球上产生太阳风暴，这种风暴能损坏人造卫星和中断地面上的发电过程。利用在2006年12月13日的日冕物质喷发之前4天对光球磁场的观察，同时结合数值模拟，Tahar Amari等人发现，造成这种喷发的物理机制，可以通过由磁通量构成的一条“绞绳”（扭绳）的出现和随后的喷发得到最好的解释。 ：Tahar Amari / CNRS-Ecole Polytechnique。法国。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2014年第7523期|465-469B1|共6页
  • 作者

    Tahar Amari; Aurelien Canou; Jean-Jacques Aly;

  • 作者单位

    Centre de Physique Theorique, Ecole Polytechnique, CNRS, F-91128 Palaiseau Cedex, France;

    Centre de Physique Theorique, Ecole Polytechnique, CNRS, F-91128 Palaiseau Cedex, France;

    AIM, Unite Mixte de Recherche CEA, CNRS, Universite Paris Ⅶ, UMR 7158, Centre d'Etudes de Saclay, F-91191 Gif sur Yvette Cedex, France;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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