SEP origin project

Research collaboration and network

Заглавие на проекта:
Произход на слънчевите енергетични частици:
избухвания или коронални изнасяния на маса

Работен пакет РП3: Анализ на слънчеви избухвания свързани с енергетични частици

Дейност 3.3 Ефект от взаимодействието на различни процеси по изнасяне на коронална маса върху потоците енергетични частици

Ударните вълни следствие от изхвърляния на коронална маса (ИКМ) са сред физическите процеси, които ускоряват заредени частици в короната и междупланетното пространство. Въпросът дали сблъсък на две или повече ИКМ може да повлияе на характеристиките на събитията свързани със заредени частици остава без категоричен отговор. Настоящото изследване цели да даде своя принос по темата като оцени триизмерните параметри на взаимодействащи си ИКМ и ги свърже с данните за поява и сила на асоциираните протонни събития.

За определяне триизмерните кинематични характеристики на ИКМ използваме едновременни наблюдения от инструментите:

• Двата коронографа Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation (SECCHI) COR 2 на борда на двете космически обсерватории STEREO A и B (със зрително поле 2-15R⊙).
• Коронографът Large Angle and Spectrometric Coronagraph (LASCO) C3 – SOHO, разположен в земната точка на Лагранж L1, със зрително поле 3.7-32R⊙.

Комбинирането на данни от различните коронографи и изследването на триизмерното разпределение на взаимодействащи си ИКМ осъществихме със софтуерния продукт StereoCat
(https://ccmc.gsfc.nasa.gov/analysis/stereo/). Инструментът за изчисляване на орбитите на апаратите STEREO (https://stereo-ssc.nascom.nasa.gov/cgi-bin/make_where_gif) е използван за илюстриране на позициите на различните инструменти по време на ерупциите.

Свързаните протонни събития са проучени по данни от инструментите Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES), SOHO/ERNE, ACE/EPAM и STEREO/IMPACT.

Изследвани са две двойки ИКМ - от 2012 март 4 и 5 както и от 2011 февруари 14 и 15, определени за взаимодействащи от Colaninno and Vourlidas (2015) и Temmer et al. (2014). Тъй като инструментът STEREOCat позволява едновременни измервания само от по 2 космически апарата наведнъж, изследванията на събитията става използвайки всички възможни комбинации от телескопи. Характеристики на ИКМ и асоциираните с тях избухвания са обобщени в Таблица 1, а средните триизмерни характеристики на ИКМ измерени от различните инструменти (Фигура 1) – в Таблица 2.

Таблица 1. Двуизмерни свойства на две двойки взаимодействащи си ИКМ, които предизвикват потоци от заредени частици и асоциираните с тях избухвания.

Дата	Свойства на асоциирани избухвания					Двуизмерни свойства на ИКМ от LASCO
гггг-мм-дд	клас	начало [UT]	пик [UT]	край [UT]	локация	начало [UT]	линейна скорост [км/с]	ъглов размер [ ° ]	позиционен ъгъл [ ° ]
2012-03-04	M2.0	10:29	10:52	12:16	N19E61	11:00	1306	360	52
2012-03-05	X1.1	02:30	04:09	04:43	N17E52	04:00	1531	360	61
2011-02-14	M2.2	17:20	17:26	17:32	N56W18	18:24	326	360	315
2011-02-15	X2.2.	01:44	01:56	02:06	S20W12	02:24	669	360	189

Таблица 2. Средни триизмерни свойства за всяко от взаимодействащите си ИКМ, свързани с протонни събития

	март-4	март-5	февр.-14	февр.-15
полуширина [°]	48	64	21	89
Хел. дължина [°]	-43	-55	81	-26
Хел. ширина [°]	24	43	-2	-16
Скорост [км/с]	1416	1233	2122	741

Пример за процедурата за анализ, приложена за ИКМ от март 2012 е показана по-долу.

Фигура 1. Измервания на височината във времето за двете взаимодействащи ИКМ от 2012 март 4 (горен ред) и март 5 (долен ред), осъществени от три инструмента:
STEREO B (ляво), SOHO/LASCO C3 (среда) and STEREO A (дясно).

Фигура 2. Профили височина време (ляво) и разпределение на триизмерни скорости (дясно) на ИКМ от 2012 март 4 (горен ред) и март 5 (долен ред) получен от различните двойки инструменти (означени до всяка крива).

Фигура 3. Положение на космическите апарати STEREO A & B от 2012 март 05 00:00 UT.

Фигура 4. Профили на протонните събития от различни гледни точки: STEREO-B (ляво) – Земя (дясно) – STEREO-A (ляво).

Представяме изследване на 2 случая на взаимодействащи си ИКМ, свързани с потоци от заредени частици. Сравнението между дву- и триизмерните им кинематични характеристики потвърждава важността на оценяването на реалните скорости в пространството. Според каталогът на ИКМ от LASCO/SOHO CME, взаимодействащите си ИКМ от 2011 са бавни (със скорости v < 900 км с^-1), а тези от 2012 показват бързи скорости. Нашите измервания в тримерното пространство потвърж-дават оценката за ИКМ от 2012, но показват още, че ИКМ от 2011 февруари 14 е най-бързото от показаните тук. За свързаните протонни събития са установени следните свойства:

• 2011-02-14/15, събитие с западен/централен произход: от различни активни области, наблюдава се единичен ясно изразен пик на заредени частици от гледните точки на STEREO-B и от Земята. Протонното събитие изглежда предизвикано от втората ерупция като ефектът от взаимодействието между ИКМ не може да бъде еднозначно определен.
• 2012-03-04/05, събитие с източен произход: от същата активна област, комплексен профил на събитието, възможни са неколкократни изхвърляния. Въпреки че събитието категорично може да се определи като източно, е детектиран и ясно изразен пик от STEREO-A. Възможно обяснение е взаимодействието между ИКМ.

Препратки

Colaninno, R. C., Vourlidas, A., 2015,ApJ,815, 70.

Temmer, M., Veronig, A.M., Peinhart, V., Vršnak, B., 2014,ApJ,785, 85.