Mặt Trời Trước Khi Xảy Ra CME

N. Gopalswamy1, Z. Mikić1, D. Maia2, D. Alexander3, H. Cremades4, P. Kaufmann5, D. Tripathi6, Y.-M. Wang7
1NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, USA
2CICGE, Faculdade Ciências Universidade Porto, Porto, Portugal
3Department of Physics and Astronomy, Rice University, Houston, USA
4Max-Planck-Institute for Solar System Research, Katlenburg-Lindau, Germany
5CRAAM, Mackenzie Presbyterian University, S. Paulo, Brazil
6Max Planck Institute for Solar System Research, Katlenburg-Lindau, Germany
7Naval Research Laboratory, Washington, USA

Tóm tắt

Hiện tượng phun xác coronal (CME) xảy ra trong các vùng trường từ đóng trên Mặt Trời như vùng hoạt động, vùng sợi, vùng liên kết xuyên bắc cực, và các tổ hợp bao gồm sự kết hợp của những vùng này. Chương này mô tả kiến thức hiện tại về các cấu trúc trường đóng này và cách chúng dẫn đến các sự kiện CME. Sau khi mô tả các cấu trúc từ trường cụ thể được quan sát trong vùng nguồn CME, chúng tôi so sánh các cấu trúc con của CME với những gì được quan sát trước khi bùng phát. Sự tiến hóa của các cấu trúc từ trường đóng phản ứng với các chuyển động quang học khác nhau trong các khoảng thời gian khác nhau (đối lưu, quay khác nhau, lưu thông theo phương Bắc - Nam) bằng cách nào đó dẫn đến sự phun trào. Chúng tôi mô tả sự tiến hóa trước khi bùng phát này và cố gắng liên kết chúng với các đặc điểm quan sát được của CME. Các dấu hiệu năng lượng quy mô nhỏ dưới dạng gia tốc electron (được biểu thị bằng các vụ nổ vô tuyến không nhiệt ở bước sóng mét) và gia nhiệt plasma (được quan sát dưới dạng sáng mềm tia X compact) có thể dường như là dấu hiệu báo trước CME sắp xảy ra. Chúng tôi khảo sát những giải phóng năng lượng tiền phun này bằng cách sử dụng các quan sát được thực hiện trước và trong khi xảy ra một số CME. Cuối cùng, chúng tôi thảo luận về cách các quan sát có thể được chuyển đổi thành các đầu vào hữu ích cho các mô hình số có thể mô tả khởi đầu của CME.

Từ khóa

#CME #phun xác coronal #cấu trúc từ trường đóng #sự bùng phát #gia tốc electron #gia nhiệt plasma #mô hình số

Tài liệu tham khảo

Abbett, W. P., and Fisher, G. H.: 2003, apj 582, 475–485. Adams, W. M.: 1976, solphys 47, 601–605. Amari, T., Luciani, J. F., Aly, J. J., Mikić, Z., and Linker, J.: 2003a, apj 585, 1073–1086. Amari, T., Luciani, J. F., Aly, J. J., Mikić, Z., and Linker, J.: 2003b, apj 585, 1073–1086. Amari, T., Luciani, J. F., Aly, J. J., Mikić, Z., and Linker, J.: 2003c, apj 595, 1231–1250. Amari, T., Luciani, J. F., Mikić, Z., and Linker, J.: 1999, apjl 518, L57–L60. Amari, T., Luciani, J. F., Mikić, Z., and Linker, J.: 2000, apjl 529, L49–L52. Ambastha, A.: 1998, ASP Conf. Ser. 140: Synoptic Solar Physics. pp. 113–+119. Andrews, M. D., and Howard, R. A.: 2001, Space Science Reviews 95, 147–163. Antiochos, S. K.: 1998, apjl 502, L181. Antiochos, S. K., DeVore, C. R., and Klimchuk, J. A.: 1999, apj 510, 485–493. Babcock, H. W., and Babcock, H. D.: 1955, apj 121, 349–366. Berger, M. A.: 1984, Geophys. Astrophys. Fluid Dynam. 30, 79–104. Berger, M. A., and Field, G. B.: 1984, J. Fluid Mechan. 147, 133–148. Berger, T. E., Loefdahl, M. G., Shine, R. S., and Title, A. M.: 1998, apj 495, 973–98305. Bhatnagar, A.: 1996, apss 243, 105–112. Bravo, S.: 1996, Advances in Space Research 17, 285–288. Brown, D. S., Nightingale, R. W., Alexander, D., Schrijver, C. J., Metcalf, T. R., Shine, R. A., et al.: 2003, solphys 216, 79–108. Brown, M. R., Canfield, R. C., and Pevtsov, A. A. (eds.): 1999, Magnetic Helicity in Space and Laboratory Plasmas. Bruzek, A.: 1967, solphys 2, 451–461. Burlaga, L., Fitzenreiter, R., Lepping, R., Ogilvie, K., Szabo, A., Lazarus, A., et al.: 1998, jgr 103, 277–286. Canfield, R. C., Hudson, H. S., and McKenzie, D. E.: 1999, grl 26, 627–630. Canfield, R. C., Hudson, H. S., and Pevtsov, A. A.: 2000, IEEE Transactions on Plasma Science, December 2000 28, 1786–1794. Canfield, R. C., and Pevtsov, A. A.: 1998, ASP Conf. Ser. 140: Synoptic Solar Physics pp. 131–143. Canfield, R. C., Priest, E. R., and Rust, D. M.: 1974, High Altitude Observatory, CO: Flare Related Magnetic Field Dynamics, pp. 361–371. Chen, J., Howard, R. A., Brueckner, G. E., Santoro, R., Krall, J., Paswaters, S. E., et al.: 1997, apjl 490, L191. Chen, J., and Krall, J.: 2003, J. Geophys. Res. (Space Phys.) 2–1. Chen, P. F., and Shibata, K.: 2000, apj 545, 524–531. Cliver, E. W., St. Cyr, O. C., Howard, R. A., and McIntosh, P. S.: 1994, IAU Colloq. 144: Solar Coronal Struct. pp. 83–89. Cremades, H., and Bothmer, V.: 2004, aap 422, 307–322. Démoulin, P., Mandrini, C. H., van Driel-Gesztelyi, L., Thompson, B. J., Plunkett, S., Kovári, Z., et al.: 2002, aap 382, 650–665. Delannée, C., and Aulanier, G.: 1999, solphys 190, 107–129. Démoulin, P., Henoux, J. C., Mandrini, C. H., and Priest, E. R.: 1997, solphys 174, 73–89. Dere, K. P., Brueckner, G. E., Howard, R. A., Michels, D. J., and Delaboudiniere, J. P.: 1999, apj 516, 465–474. DeVore, C. R.: 2000, apj 539, 944–953. Dobrzycka, D., Cranmer, S. R., Raymond, J. C., Biesecker, D. A., and Gurman, J. B.: 2002, apj 565, 621–629. Engvold, O.: 1988, Solar and Stellar Coronal Structure and Dynamics, pp. 151–169. Fárník, F., Hudson, H. S., Karlický, M., and Kosugi, T.: 2003, aap 399, 1159–1166. Fan, Y.: 2001, apjl 554, L111–L114. Feynman, J., and Martin, S. F.: 1995a, jgr 100, 3355–3367. Feynman, J., and Martin, S. F.: 1995b, jgr 100, 3355–3367. Filippov, B. P., Gopalswamy, N., and Lozhechkin, A. V.: 2001, solphys 203, 119–130. Forbes, T. G.: 2000, jgr 105, 23153–23166. Forbes, T. G., J. A. Linker, et al.: 2006, Space Sci. Rev. doi:10.1007/s11214-006-9019-8. Gaizauskas, V., Harvey, K. L., Harvey, J. W., and Zwaan, C.: 1983, apj 265, 1056–1065. Gaizauskas, V., Zirker, J. B., Sweetland, C., and Kovacs, A.: 1997, apj 479, 448–457. Gibson, S. E., Fletcher, L., Del Zanna, G., Pike, C. D., Mason, H. E., Mandrini, C. H., et al.: 2002, apj 574, 1021–1038. Gilbert, H. R., Holzer, T. E., Burkepile, J. T., and Hundhausen, A. J.: 2000, apj 537, 503–515. Glover, A., Harra, L. K., Matthews, S. A., and Foley, C. A.: 2003, aap 400, 759–767. Gopalswamy, N.: 1999, in: Bastian, T. S., Gopalswamy, N., and Shibasaki, K. (eds.), Proceedings of the Nobeyama Symposium, held in Kiyosato, Japan, Oct. 27–30, 1998, NRO Report No. 479., pp. 141–152. Gopalswamy, N.: 2003, Adv. Space Res. 31, 869–881. Gopalswamy, N.: 2005, EOS Trans. AGU 86(50), 525. Gopalswamy, N., Hanaoka, Y., and Hudson, H. S.: 2000, Adv. Space Res. 25, 1851–1854. Gopalswamy, N., Hanaoka, Y., Kosugi, T., Lepping, R. P., Steinberg, J. T., Plunkett, S., et al.: 1998, grl 25, 2485–2488. Gopalswamy, N., and Kaiser, M. L.: 2002, Adv. Space Res. 29, 307–312. Gopalswamy, N., Lara, A., Yashiro, S., and Howard, R. A.: 2003a, apjl 598, L63–L66. Gopalswamy, N., Shimojo, M., Lu, W., Yashiro, S., Shibasaki, K., and Howard, R. A.: 2003b, apj 586, 562–578. Gopalswamy, N., Shimojo, M., Lu, W., Yashiro, S., Shibasaki, K., and Howard, R. A.: 2004a, Adv. Space Res. 33, 676–680. Gopalswamy, N., White, S. M., and Kundu, M. R.: 1991, apj 379, 366–380. Gopalswamy, N., Yashiro, S., Kaiser, M. L., Howard, R. A., and Bougeret, J.-L.: 2001, jgr 106(15), 29219–29230. Gopalswamy, N., Yashiro, S., Kaiser, M. L., Thompson, B. J., and Plunkett, S.: 1999, in: Bastian, T. S., Gopalswamy, N., and Shibasaki, K. (eds) Proceedings of the Nobeyama Symposium, held in Kiyosato, Japan, Oct. 27-30, 1998, NRO Report No. 479, pp. 207–210. Gopalswamy, N., Yashiro, S., Krucker, S., and Howard, R. A.: 2005, Dere, K., Wang, J., and Yan, Y. (eds.), IAU Symposium, pp. 367–373. Gopalswamy, N., Yashiro, S., Krucker, S., Stenborg, G., and Howard, R. A.: 2004b, Journal of Geophysical Research (Space Physics) 109(A18), 12105. Gosling, J. T., Birn, J., and Hesse, M.: 1995, grl 22, 869–872. Green, L. M., Démoulin, P., Mandrini, C. H., and Van Driel-Gesztelyi, L.: 2003, solphys 215, 307–325. Green, L. M., L' opez fuentes, M. C., Mandrini, C. H., Démoulin, P., Van Driel-Gesztelyi, L., and Culhane, J. L.: 2002, solphys 208, 43–68. Hagyard, M. J., Moore, R. L., and Emslie, A. G.: 1984, Adv. Space Res. 4, 71–80. Hanaoka, Y., Kurokawa, H., Enome, S., Nakajima, H., Shibasaki, K., Nishio, M., et al.: 1994, pasj 46, 205–216. Harvey, K. L., and Harvey, J. W.: 1976, solphys 47, 233–246. Hori, K., and Culhane, J. L.: 2002, aap 382, 666–677. House, L. L., Illing, R. M. E., Sawyer, C., and Wagner, W. J.: 1981, baas 13, 862–. Howard, R. A., Sheeley, N. R., Michels, D. J., and Koomen, M. J.: 1985, jgr 90, 8173–8191. Hudson, H. S., Acton, L. W., Harvey, K. L., and McKenzie, D. E.: 1999, apjl 513, L83–L86. Hundhausen, A. J.: 1993, jgr 98, 13177–+. Illing, R. M. E., and Hundhausen, A. J.: 1985, jgr 90(9), 275–282. Jackson, B. V., and Sheridan, K. V.: 1979, Proc. Astron. Soc. Aust. 3, 383–386. Jackson, B. V., Sheridan, K. V., Dulk, G. A., and McLean, D. J.: 1978, Proc. Astronom. Soc. Aust. 3, 241–. Kaufmann, P., Giménez de Castro, C. G., Makhmutov, V. S., Raulin, J., Schwenn, R., Levato, H., et al.: 2003, J. Geophys. Res. (Space Phys.) 108, 5–1. Khan, J. I., and Hudson, H. S.: 2000, grl 27, 1083–1086. Klein, K.-L., Aurass, H., Soru-Escaut, I., and Kalman, B.: 1997, aap 320, 612–619. Kopp, R. A., and Pneuman, G. W.: 1976, solphys 50, 85–98. Krall, K. R., Smith, J. B., Hagyard, M. J., West, E. A., and Cummings, N. P.: 1982, solphys 79, 59–75. Kundu, M. R., Gopalswamy, N., Saba, J. L. R., Schmelz, J. T. S., and Strong, K. T.: 1987, solphys 114, 273–288. Kundu, M. R., and McCullough, T. P.: 1972, solphys 24, 133–141. Kuperus, M., and van Tend, W.: 1981, solphys 71, 125–139. Kusano, K., Maeshiro, T., Yokoyama, T., and Sakurai, T.: 2002, apj 577, 501–512. Lara, A., Gopalswamy, N., and Deforest, C.: 2000, grl 27, 1435–1438. Leamon, R. J., Canfield, R. C., Blehm, Z., and Pevtsov, A. A.: 2003, apjl 596, L255–L258. Leamon, R. J., Canfield, R. C., and Pevtsov, A. A.: 2002, J. Geophys. Res. (Space Phys.), pp. 1–1. Leka, K. D., Canfield, R. C., McClymont, A. N., and van Driel-Gesztelyi, L.: 1996, apj 462, 547–. Liggett, M., and Zirin, H.: 1984, solphys 91, 259–267. Linker, J. A., Lionello, R., Mikić, Z., and Amari, T.: 2001, jgr 106, 25165–25176. Linker, J. A., Mikić, Z., Lionello, R., Riley, P., Amari, T., and Odstrcil, D.: 2003a, Phys. Plasmas 10, 1971–1978. Linker, J. A., Mikić, Z., Riley, P., Lionello, R., and Odstrcil, D.: 2003b, in: Velli, M., Bruno, R., and Malara, F. (eds.), AIP Conference Proceedings: Solar Wind Ten, American Institute of Physics, New York, vol. 679, pp. 703–710. Lionello, R., Mikić, Z., Linker, J. A., and Amari, T.: 2002, apj 581, 718–725. Litvinenko, Y. E., and Martin, S. F.: 1999, solphys 190, 45–58. Longcope, D. W.: 2004, apj 612, 1181–1192. Low, B. C.: 1996, solphys 167, 217–265. Low, B. C., and Hundhausen, J. R.: 1995, apj 443, 818–836. Low, B. C., and Zhang, M.: 2002, apjl 564, L53–L56. Mackay, D. H., Gaizauskas, V., Rickard, G. J., and Priest, E. R.: 1997, apj 486, 534–549. MacQueen, R. M., and Fisher, R. R.: 1983, solphys 89, 89–102. Magara, T., and Longcope, D. W.: 2001, apjl 559, L55–L59. Marqué, C.: 2004, apj 602, 1037–1050. Marqué, C., Lantos, P., and Delaboudiniére, J. P.: 2002, aap 387, 317–325. Martens, P. C., and Zwaan, C.: 2001, apj 558, 872–887. Martin, S. F.: 1998a, solphys 182, 107–137. Martin, S. F.: 1998b, solphys 182, 107–137. Martin, S. F., Livi, S. H. B., and Wang, J.: 1985, Aust. J. Phys. 38, 929–959. Marubashi, K.: 1986, Adv. Space Res. 6, 335–338. Metcalf, T. R., Jiao, L., McClymont, A. N., Canfield, R. C., and Uitenbroek, H.: 1995, apj 439, 474–481. Metcalf, T. R., Leka, K. D., and Mickey, D. L.: 2004, Am. Astron. Soc. Meeting Abstracts 204, –. Mikić, Z., and Lee, M.: 2006, Space Sci. Rev., rm doi:10.1007/s11214-006-9012-2. Moon, Y.-J., Chae, J., Choe, G. S., Wang, H., Park, Y. D., Yun, H. S., et al.: 2002, apj 574, 1066–1073. Moon, Y.-J., Choe, G. S., Wang, H., and Park, Y. D.: 2003, apj 588, 1176–1182. Munro, R. H., Gosling, J. T., Hildner, E., MacQueen, R. M., Poland, A. I., and Ross, C. L.: 1979, solphys 61, 201–215. Nindos, A., and Zhang, H.: 2002, apjl 573, L133–L136. Nitta, N. V., and Hudson, H. S.: 2001, grl 28, 3801–3804. November, L. J., and Simon, G. W.: 1988, apj 333, 427–442. Pevtsov, A. A., and Canfield, R. C.: 1999, Measurement Techniques in Space Plasmas Fields, pp. 103–. Pick, M., Forbes, T. G., Mann, G., et al.: 2006, Space Sci. Rev., 10.1007/s11214-006-9021-1. Plunkett, S. P., Michels, D. J., Howard, R. A., Brueckner, G. E., St. Cyr, O. C., Thompson, B. J., et al.: 2002, Adv. Space Res. 29, 1473–1488. Plunkett, S. P., Thompson, B. J., Howard, R. A., Michels, D. J., St. Cyr, O. C., Tappin, S. J., et al.: 1998, grl 25, 2477–2480. Plunkett, S. P., Vourlidas, A., Řimberová, S., Karlický, M., Kotrč, P., Heinzel, P., et al.: 2000, solphys 194, 371–391. Poland, A. I., and MacQueen, R. M.: 1981, solphys 71, 361–379. Priest, E. R.: 1984, Solar magneto-hydrodynamics. Geophysics and Astrophysics Monographs, Reidel, Dordrecht, 1984. Priest, E. R., Gaizauskas, V., Hagyard, M. H., Schmahl, E. J., and Webb, D. F.: 1986, Energetic Phenomena on the Sun, pp. 1–1. Roussev, I. I., Sokolov, I. V., Forbes, T. G., Gombosi, T. I., Lee, M. A., and Sakai, J. I.: 2004a, apjl 605, L73–L76. Roussev, I. I., Sokolov, I. V., Forbes, T. G., Gombosi, T. I., Lee, M. A., and Sakai, J. I.: 2004b, apjl 605, L73–L76. Rust, D. M., and Kumar, A.: 1994a, solphys 155, 69–97. Rust, D. M., and Kumar, A.: 1994b, ESA SP-373: Solar Dynamic Phenomena and Solar Wind Consequences, the Third SOHO Workshop, pp. 39–. Rust, D. M., and Kumar, A.: 1996, apjl 464, L199. Saito, K., and Tandberg-Hanssen, E.: 1973, solphys 31, 105–121. Sheeley, N. R., Walters, J. H., Wang, Y.-M., and Howard, R. A.: 1999, jgr 104, 24739–24768. Simnett, G. M.: 1999, The Many Faces of the Sun: A Summary of The Results from NASA's Solar Maximum Mission, pp. 201. Srivastava, N., Schwenn, R., and Stenborg, G.: 1999, ESA SP-446: 8th SOHO Workshop: Plasma Dynamics and Diagnostics in the Solar Transition Region and Corona, pp. 621. St. Cyr, O. C., Burkepile, J. T., Hundhausen, A. J., and Lecinski, A. R.: 1999, jgr 104, 12493–12506. Sterling, A. C., Hudson, H. S., Thompson, B. J., and Zarro, D. M.: 2000, apj 532, 628–647. Sterling, A. C., and Moore, R. L.: 2001a, apj 560, 1045–1057. Sterling, A. C., and Moore, R. L.: 2001b, jgr 106, 25227–25238. Subramanian, P., and Dere, K. P.: 2001, apj 561, 372–395. Tandberg-Hanssen, E.: 1995, The Nature of Solar Prominences. Astrophysics and Space Science Library, vol. 199, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, c1995. Tappin, S. J., and Simnett, G. M.: 1997, ESA SP-415: Correlated Phenomena at the Sun, in the Heliosphere and in Geospace, pp. 117–120. Thompson, B. J., Plunkett, S. P., Gurman, J. B., Newmark, J. S., St. Cyr, O. C., and Michels, D. J.: 1998, grl 25, 2465–2468. Tripathi, D., Bothmer, V., and Cremades, H.: 2004, aap 422, 337–349. Vaiana, G. S., Krieger, A. S., and Timothy, A. F.: 1973, solphys 32, 81–116. van Ballegooijen, A. A., Priest, E. R., and Mackay, D. H.: 2000, apj 539, 983–994. Vourlidas, A., Buzasi, D., Howard, R. A., and Esfandiari, E.: 2002, ESA SP-506: Solar Variability: From Core to Outer Frontiers, pp. 91–94. Wang, H.: 1993, ASP Conf. Ser. 46: IAU Colloq. 141: The Magnetic and Velocity Fields of Solar Active Regions, pp. 323–332. Wang, Y.-M., and Sheeley, N. R.: 1999, apjl 510, L157–L160. Wang, Y.-M., and Sheeley, N. R.: 2002, apj 575, 542–552. Wang, Y.-M., Sheeley, N. R., Socker, D. G., Howard, R. A., Brueckner, G. E., Michels, D. J., it et al.: 1998, apj 508, 899–907. Webb, D. F., Krieger, A. S., and Rust, D. M.: 1976, solphys 48, 159–186. Webb, D. F., Lepping, R. P., Burlaga, L. F., DeForest, C. E., Larson, D. E., Martin, S. F., et al.: 2000, jgr 105, 27251–27260. Webb, D. F., Nolte, J. T., Solodyna, C. V., and McIntosh, P. S.: 1978, solphys 58, 389–396. Welsch, B. T., DeVore, C. R., and Antiochos, S. K.: 2005, apj 634, 1395–1404. Welsch, B. T., Fisher, G. H., Abbett, W. P., and Regnier, S.: 2004, apj 610, 1148–1156. Wills-Davey, M. J., and Thompson, B. J.: 1999, solphys 190, 467–483. Wolfson, R., Conover, C., and Illing, R. M. E.: 1987, baas 19, 931. Wolfson, R., and Saran, S.: 1998, apj 499, 496–503. Wood, B. E., Karovska, M., Chen, J., Brueckner, G. E., Cook, J. W., and Howard, R. A.: 1999, apj 512, 484–495. Yang, G., and Wang, H.: 2002, Solar-Terrestrial Magnetic Activity and Space Environment, pp. 113–116. Zarro, D. M., Sterling, A. C., Thompson, B. J., Hudson, H. S., and Nitta, N.: 1999, apjl 520, L139–L142. Zwaan, C.: 1985, solphys 100, 397–414.