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中英科学家揭示太阳风暴在行星际传播时的白光成像表观

文章来源: | 发布时间:2013-10-24 | 【打印】【关闭】

  由英国卢瑟福实验室主导研制的日球层成像仪(Heliospheric Imager, HI)搭载于美国航空航天局(NASA)2006年发射的日地关联观测台(STEREO卫星),首次实现日冕物质抛射(Coronal Mass Ejection, 公分E)在行星际容量的连续白光成像,首次建立日冕仪的成像观测和1 AU的就位观测之间的因果关联。但该白光成像记录的仅是公分E的亮度表观(brightness pattern), 可直接测量的公分E地位是延展角(elongation, 太阳与观测倾向之间的角距)。如何将该延展角转换成容量坐标?这一贯需要引入先验的公分E几何模型。易于 ,如何解读STEREO/HI拍摄的公分E白光影像存在严重的不细目性。

  目上来,中科院国家容量科学主题容量天气学国家细节实验室的熊明、冯学尚、刘颍与英国STEREO/HI仪器组的Jackie Davies、Mathew Owens、Richard Harrison、Chris Davis合作,从白光成像的物理本质机理(自由电子的汤姆逊散射)入手,建立内日球层的磁流体力学数值模型,将磁流体数值模拟的正演和白光遥感观测数据的反演相结合,建立行星际公分E动力学和白光成像表观的对应关系。该研究揭示:(1) 行星际公分E的白光表观显著依赖于观测视角,汤姆逊散射的几何效应在大的观测延展角尤为显著;(2) 借助白光偏振度和射电法拉第旋转的联合测量,能够从行星际公分E的白光亮度影像更准确地推断公分E容量地位。该项成果发表于美国《天体物理学报》(Astrophysical Journal)和欧洲《太阳物理》(Solar Physics)。

  该研究成果有助于理解STEREO/HI拍摄公分E白光影像的形态学特征和运动学特征,有助于加深理解行星际公分E动力学过程。英国STEREO/HI仪器组认为:“该数值模式正演对深入挖掘STEREO/HI观测数据很有意义。”

  (供稿:容量天气学国家细节实验室)

  Citation

     1.    Ming Xiong, Jackie A. Davies, Xueshang Feng, Mathew J. Owens, Richard A. Harrison, Chris J. Davis, Ying D. Liu (2013), Using coordinated observations in polarized white light and Faraday rotation to probe the spatial position and magnetic field of an interplanetary sheath, Astrophys. J., 777, 32. ( http://dx.doi.org/10.1088/0004-637X/777/1/32 )

     2.    Ming Xiong, J. A. Davies, M. M. Bisi, M. J. Owens, R. A. Fallows, G. D. Dorrian (2013), Effects of Thomson-scattering geometry on white-light imaging of an interplanetary shock: Synthetic observations from forward magnetohydrodynamic modelling, Solar Physics, 285, 369-389. ( http://link.springer.com/article/10.1007百分比2Fs11207-012-0047-0 )

    

    图:行星际公分E白光成像的磁流体数值模式正演

 

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