Радиальные распределения величины магнитного поля в солнечной короне, полученные с использованием сведений о быстрых ГАЛО-КВМ

Радиальные распределения величины магнитного поля в солнечной короне, полученные с использованием сведений о быстрых ГАЛО-КВМ

Автор: Файнштейн В.Г., Егоров Я.И.

Журнал: Солнечно-земная физика @solnechno-zemnaya-fizika

Статья в выпуске: 1 т.4, 2018 года.

Бесплатный доступ

В последние годы для измерения магнитного поля в солнечной короне используют сведения о расстоянии между телом быстрого коронального выброса массы (КВМ) и связанной с ним ударной волны. Во всех случаях этот подход применялся для нахождения радиальных распределений поля B(R) для направлений, почти перпендикулярных лучу зрения. Мы модифицировали этот метод для получения распределений B(R) поля вдоль направлений, близких к оси Солнце-Земля. Для этого с использованием модели ice-cream cone для КВМ по данным коронографов LASCO находились трехмерные характеристики быстрых КВМ типа гало и связанных с ними ударных волн, движущихся почти вдоль оси Солнце-Земля. С помощью этих данных удалось получить распределения B(R) QUOTE до расстояния от центра Солнца ≈43 радиуса Солнца, что примерно в два раза дальше, чем в предыдущих работах, в которых использовались данные LASCO. Полученные результаты оказались в хорошем согласии с результатами предшествующих работ для расстояний до 20 радиусов Солнца. Сделан вывод о том, что для повышения точности такого метода нахождения поля в короне необходимо разработать способ выделения участков КВМ, движущихся в медленном и в быстром солнечном ветре. Предложен способ отбора КВМ, центральная (приосевая) часть которых действительно движется в медленном ветре.

Еще

Квм, ударные волны, солнечный ветер, магнитное поле

Короткий адрес: https://sciup.org/142220274

IDR: 142220274   |   DOI: 10.12737/szf-41201801

Список литературы Радиальные распределения величины магнитного поля в солнечной короне, полученные с использованием сведений о быстрых ГАЛО-КВМ

  • Арцимович Л.А., Сагдеев Р.З. Физика плазмы для физиков. М.: Атомиздат, 1979. 320 с.
  • Ландау Л.Д., Лифшиц В.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1988. 733 с.
  • Bemporad A., Mancuso S. First complete deter-mination of plasma physical parameters across a coronal mass ejection-driven shock//Astrophys. J. 2010. V. 720. P. 130-143 DOI: 10.1088/0004-637X/720/1/130
  • Brueckner G.E., Howard R.A., Koomen M.J., et al. The Large Angle Spectroscopic Coronagraph (LASCO)//Solar Phys. 1995. V. 162. P. 357-402 DOI: 10.1007/BF00733434
  • Bogod V.M., Yasnov L.V. Determination of the structure of the coronal magnetic field using microwave polarization measurements//Solar Phys. 2016. V. 291. P. 3317-3328.
  • Cho K.-S., Lee J., Gary D.E., et al. Magnetic field strength in the solar corona from type II band splitting//Astrophys. J. 2007. V. 665, N 1. P. 799.
  • Fainshtein V.G. The interaction effect of fast and slow solar wind streams in interplanetary space on wind characteristics at the Earth’s orbit//Solar Phys. 1991. V. 136. P. 169-189
  • DOI: 10.1007/BF00151702
  • Fainshtein V.G. Method for determining the parameters of full halo coronal mass ejections//Geomagnetism and Aeronomy. 2006. V. 46, iss. 3. P. 339-349. 9320603008X
  • DOI: 10.1134/S00167
  • Fainshtein V.G., Egorov Ya.I. Origin of a CME-related shock within the LASCO C3 field-of-view//Eprint arXiv. 2017. arXiv:1712.09051.
  • Gopalswamy N., Yashiro S. The strength and radial profile of the coronal magnetic field from the standoff distance of a coronal mass ejection-driven shock//Astrophys. J. Lett. 2011. V. 736, article id. L17. 5 p
  • DOI: 10.1088/2041-8205/736/1/L17
  • Gopalswamy N., Akiyama S., Yashiro S., et al. Solar sources and geospace consequences of interplanetary magnetic clouds observed during solar cycle 23//J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2008. V. 70. P. 245.
  • Howard R.A., Moses J.D., Vourlidas A., et al. Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation (SECCHI)//Space Sci. Rev. 2008. V. 136, iss. 1-4. P. 67-115. 10.1007/s11214-008-9341-4
  • DOI: :10.1007/s11214-008-9341-4
  • Ingleby L.D., Spangler S.R., Whiting C.A. Probing the Large-scale plasma structure of the solar corona with Faraday rotation measurements//Astrophys. J. 2007. V. 668. P. 520.
  • Kaiser M.L., Kucera T.A., Davila J.M., et al. The STEREO mission: an introduction//Space Sci. Rev. 2008. V. 136. P. 5-16
  • DOI: 10.1007/s11214-007-9277-0
  • Kim T., Moon Y., Na H. Comparison of CME radial velocities from a flux rope model and an ice cream cone model//American Geophysical Union, Fall Meeting 2011, abstract #SH51A-1992.
  • Kim R.-S., Gopalswamy N., Moon Y.-J., et al. Magnetic field strength in the upper solar corona using white-light shock structures surrounding coronal mass ejections//Astrophys. J. 2012. V. 746, article id. 118. 8 p. 10.1088/0004-637X/746/2/118
  • DOI: :10.1088/0004-637X/746/2/118
  • Leblanc Y., Dulk G.A., Bougeret J.-L. Tracing the electron density from the corona to 1 au//Solar Phys. 1998. V. 183. P. 165-180
  • DOI: 10.1023/A:1005049730506
  • Lee J. Radio emissions from solar active regions//Space Sci. Rev. 2007. V. 133. P. 73-102
  • DOI: 10.1007/s11214-007-9206-2
  • Lin H., Penn M.J., Tomczyk S. A new precise measurement of the coronal magnetic field strength//Astrophys. J. 2000. V. 541. P. L83-L86
  • DOI: 10.1086/312900
  • Manchester W.B., Gombosi T.I., Roussev I., et al. Modeling a space weather event from the Sun to the Earth: CME generation and interplanetary propagation//J. Geophys. Res.: Space Phys. 2004. V. 109, A02107.
  • Mann G., Klassen A., Estel C., Thompson B.J. Coronal transient waves and coronal shock waves//8th SOHO Workshop "Plasma dynamics and diagnostics in the solar transition region and corona": Proc. Paris, 1999. P. 477-481.
  • Michalek G. An asymmetric cone model for halo coronal mass ejections//Solar Phys. 2006. V. 237, iss. 1. P. 101-118
  • DOI: 10.1007/s11207-006-0075-8
  • Pӓtzold M., Bird M.K., Volland H., et al. The mean coronal magnetic field determined from HELIOS Faraday rotation measurements//Solar Phys. 1987. V. 109. P. 9-105. 10.1007/BF00167401
  • DOI: :10.1007/BF00167401
  • Poomvises W., Gopalswamy N., Yashiro S., et al. Determination of the heliospheric radial magnetic field from the standoff distance of a CME-driven shock observed by the STEREO spacecraft//Astrophys. J. 2012. V. 758, article id. 118. 6 p
  • DOI: 10.1088/0004-637X/758/2/118
  • Rudenko G.V. Extrapolation of the solar magnetic field within the potential-field approximation from full-disk magnetograms//Solar Phys. 2001. V. 198. P. 5-30. 10.1023/A:1005270431628
  • DOI: :10.1023/A:1005270431628
  • Rudenko G.V., Myshyakov I.I. Analysis of reconstruction methods for nonlinear force-free fields//Solar Phys. 2009. V. 257. P. 287-304
  • DOI: 10.1007/s11207-009-9389-7
  • Russell C.T., Mulligan T. On the magnetosheath thicknesses of interplanetary coronal mass ejections//Planet. Space Sci. 2002. V. 50. P. 527-534. ) 00031-4
  • DOI: 10.1016/S0032-0633(02
  • Sahal-Bréchot S., Malinovsky M., Bommier V. The polarization of the O VI 1032 Å//Astron. Astrophys. 1986. V. 168. P. 284-300.
  • Sheeley N.R., Jr., Wang Y.-M., Hawley S.H., et al. Measurements of flow speeds in the corona between 2 and 30 R//Astrophys. J. 1997. V. 484. P. 472-478
  • DOI: 10.1086/304338
  • Sheeley N.R., Hakala W.N., Wang Y.-M. Detection of coronal mass ejection associated shock waves in the outer corona//J. Geophys. Res. 2000. V. 105.P. 5081-5092
  • DOI: 10.1029/1999JA000338
  • Schmidt J.M., Cairns I.H., Gopalswamy N., Yashiro S. Coronal magnetic field profiles from shock-CME standoff distances//J. Geophys. Res.: Space Phys. 2016. V. 121. P. 9299-9315
  • DOI: 10.1002/2016JA022956
  • Schwenn R., Marsch E. (Eds.) Physics of the Inner Heliosphere I. Large-Scale Phenomena. Springer-Verlag, 1990. 293 p
  • DOI: 10.1007/978-3-642-75361-9
  • Spangler S.R. The strength and structure of the coronal magnetic field//Space Sci. Rev. 2005. V. 121. P. 189-200
  • DOI: 10.1007/s11214-006-4719-7
  • Thernisien A.F.R., Howard R.A., Vourlidas A. Modeling of flux rope coronal mass ejections//Astrophys. J. 2006. V. 652. P. 763-773
  • DOI: 10.1086/508254
  • Wiegelmann T. Nonlinear force-free modeling of the solar coronal magnetic field//J. Geophys. Res. 2008. V. 113. A03S02
  • DOI: 10.1029/2007JA012432
  • Xue X.H., Wang C.B., Dou X.K. An ice-cream cone model for coronal mass ejections//J. Geophys. Res.: Space Phys. 2005. V. 110, iss. A8, A08103
  • DOI: 10.1029/2004JA010698
  • URL: https://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/HALO/halo.html (дата обращения 16 сентября 2017 г.).
  • URL: http://wso.stanford.edu/synsourcel.html (дата обращения 16 сентября 2017 г.).
  • URL: http://wso.stanford.edu/synoptic/WSO-S.2107.gif (дата обращения 16 сентября 2017 г.).
  • Artsimovich L.A., Sagdeev R.Z. Fizika plazmy dlya fizikov . Moscow, Atomizdat. 1979, 320 p..
  • Bemporad A., Mancuso S. First complete determination of plasma physical parameters across a coronal mass ejection-driven shock. Astrophys. J. 2010, vol. 720, pp. 130-143
  • DOI: 10.1088/0004-637X/720/1/130
  • Brueckner G.E., Howard R.A., Koomen M.J., Korendyke C.M., Michels D.J., Moses J.D. The Large Angle Spectroscopic Coronagraph (LASCO). Solar Phys. 1995, vol. 162, pp. 357-402
  • DOI: 10.1007/BF00733434
  • Bogod V.M., Yasnov L.V. Determination of the structure of the coronal magnetic field using microwave polarization measurements. Solar Phys. 2016, vol. 291, pp. 3317-3328.
  • Cho K.-S., Lee J., Gary D.E., Moon Y.-J., Park Y.D. Magnetic field strength in the solar corona from type II band splitting. Astrophys. J. 2007, vol. 665, p. 799.
  • Fainshtein V.G. The interaction effect of fast and slow solar wind streams in interplanetary space on wind characteristics at the Earth’s orbit. Solar Phys. 1991, vol. 136, pp. 169-189
  • DOI: 10.1007/BF00151702
  • Fainshtein V.G. Method for determining the parameters of full halo coronal mass ejections. Geomagnetism and Aeronomy. 2006, vol. 46, iss. 3, pp. 339-349. 0603008X
  • DOI: 10.1134/S00167932
  • Fainshtein V.G., Egorov Ya.I. Origin of a CME-related shock within the LASCO C3 field-of-view. Eprint arXiv.2017. arXiv:1712.09051.
  • Gopalswamy N., Yashiro S. The strength and radial profile of the coronal magnetic field from the standoff distance of a coronal mass ejection-driven shock. Astrophys. J. Lett. 2011, vol. 736, article id. L17, 5 p. 1/L17
  • DOI: 10.1088/2041-8205/736/
  • Gopalswamy N., Akiyama S., Yashiro S., Michalek G., Lepping R.P. Solar sources and geospace consequences of interplanetary magnetic clouds observed during solar cycle 23. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2008, vol. 70, p. 245.
  • Howard R.A., Moses J.D., Vourlidas A., et al. Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation (SECCHI). Space Sci. Rev. 2008, vol. 136, iss. 1-4. pp. 67-115. 10.1007/s11214-008-9341-4
  • DOI: :10.1007/s11214-008-9341-4
  • Ingleby L.D., Spangler S.R., Whiting C.A. Probing the large-scale plasma structure of the solar corona with Faraday rotation measurements. Astrophys. J. 2007, vol. 668, p. 520.
  • Kaiser M.L., Kucera T.A., Davila J.M., St. Cyr O.C., Guhathakurta M., Christian E. The STEREO mission: an introduction. Space Sci. Rev. 2008, vol. 136, pp. 5-16. 10.1007/s11214-007-9277-0
  • DOI: :10.1007/s11214-007-9277-0
  • Kim T., Moon Y., Na H. Comparison of CME radial velocities from a flux rope model and an ice cream cone model. American Geophysical Union, Fall Meeting 2011, abstract #SH51A-1992.
  • Kim R.-S., Gopalswamy N., Moon Y.-J., Cho K.-S., Yashiro S. Magnetic field strength in the upper solar corona using white-light shock structures surrounding coronal mass ejections. Astrophys. J. 2012, vol. 746, article id. 118, 8 p. 10.1088/0004-637X/746/2/118
  • DOI: :10.1088/0004-637X/746/2/118
  • Landau L.D., Lifshitz E.M. Gidrodinamika . 1988, 733 p..
  • Leblanc Y., Dulk G.A., Bougeret J.-L. Tracing the electron density from the corona to 1 au. Solar Phys. 1998, vol. 183, pp. 165-180
  • DOI: 10.1023/A:1005049730506
  • Lee J. Radio emissions from solar active regions. Space Sci. Rev. 2007, vol. 133, pp. 73-102
  • DOI: 10.1007/s11214-007-9206-2
  • Lin H., Penn M.J., Tomczyk S. A new precise measurement of the coronal magnetic field strength. Astrophys. J. 2000, vol. 541, pp. L83-L86
  • DOI: 10.1086/312900
  • Manchester W.B., Gombosi T.I., Roussev I., Ridley A., de Zeeuw D.L., Sokolov I.V., Powell K.G., Tóth G. Modeling a space weather event from the Sun to the Earth: CME generation and interplanetary propagation. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2004, vol. 109, A02107.
  • Mann G., Klassen A., Estel C., Thompson B.J. Coronal transient waves and coronal shock waves. 8th SOHO Workshop "Plasma Dynamics and Diagnostics in the Solar Transition Region and Corona": Proc. Paris, 1999, pp. 477-481.
  • Michalek G. An asymmetric cone model for halo coronal mass ejections. Solar Phys. 2006, vol 237, iss. 1, pp. 101-118
  • DOI: 10.1007/s11207-006-0075-8
  • Pӓtzold M., Bird M.K., Volland H., Levy G.S., Seidel B.L., Stelzried C.T. The mean coronal magnetic field determined from HELIOS Faraday rotation measurements. Solar Phys. 1987, vol. 109, pp. 9-105. 10.1007/BF00167401
  • DOI: :10.1007/BF00167401
  • Poomvises W., Gopalswamy N., Yashiro S., Kwon R.-Y., Olmedo O. Determination of the heliospheric radial magnetic field from the standoff distance of a CME-driven shock observed by the STEREO spacecraft. Astrophys. J. 2012, vol. 758, article id. 118, 6 p
  • DOI: 10.1088/0004-637X/758/2/118
  • Rudenko G.V. Extrapolation of the solar magnetic field within the potential-field approximation from full-disk magnetograms. Solar Phys. 2001, vol. 198, pp. 5-30. 10.1023/A:1005270431628
  • DOI: :10.1023/A:1005270431628
  • Rudenko G.V., Myshyakov I.I. Analysis of reconstruction methods for nonlinear force-free fields. Solar Phys. 2009, vol. 257, pp. 287-304
  • DOI: 10.1007/s11207-009-9389-7
  • Russell C.T., Mulligan T. On the magnetosheath thicknesses of interplanetary coronal mass ejections. Planet. Space Sci. 2002, vol. 50, pp. 527-534. ) 00031-4
  • DOI: 10.1016/S0032-0633(02
  • Sahal-Bréchot S., Malinovsky M., Bommier V. The polarization of the O VI 1032 Å. Astron. Astrophys. 1986, vol. 168, pp. 284-300.
  • Sheeley N.R., Jr., Wang Y.-M., Hawley S.H., et al. Measurements of flow speeds in the corona between 2 and 30 R. Astrophys. J. 1997, vol. 484, pp. 472-478
  • DOI: 10.1086/304338
  • Sheeley N.R., Hakala W.N., Wang Y.-M. Detection of coronal mass ejection associated shock waves in the outer corona. J. Geophys. Res. 2000, vol. 105, pp. 5081-5092
  • DOI: 10.1029/1999JA000338
  • Schmidt J.M., Cairns I.H., Gopalswamy N., Yashiro S. Coronal magnetic field profiles from shock-CME standoff distances. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2016, vol. 121, pp. 9299-9315
  • DOI: 10.1002/2016JA022956
  • Schwenn R., Marsch E. (Eds.) Physics of the Inner Heliosphere I. Large-Scale Phenomena. Springer-Verlag, 1990, 293 p
  • DOI: 10.1007/978-3-642-75361-9
  • Spangler S.R. The strength and structure of the coronal magnetic field. Space Sci. Rev. 2005, vol. 121, pp. 189-200
  • DOI: 10.1007/s11214-006-4719-7
  • Thernisien A.F.R., Howard R.A., Vourlidas A. Modeling of flux rope coronal mass ejections. Astrophys. J. 2006, vol. 652, pp. 763-773
  • DOI: 10.1086/508254
  • Wiegelmann T. Nonlinear force-free modeling of the solar coronal magnetic field. J. Geophys. Res. 2008, vol. 113, A03S02
  • DOI: 10.1029/2007JA012432
  • Xue X.H., Wang C.B., Dou X.K. An ice-cream cone model for coronal mass ejections. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2005, vol. 110, iss. A8, CiteID A08103
  • DOI: 10.1029/2004JA010698
  • URL: https://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/HALO/halo.html (accessed September 16, 2017).
  • URL: http://wso.stanford.edu/synsourcel.html (accessed September 16, 2017).
  • URL: http://wso.stanford.edu/synoptic/WSO-S.2107.gif (accessed September 16, 2017).
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp