SEP origin project

Research collaboration and network

Название проекта:
Источники солнечных космических лучей:
солнечные вспышки или корональные выбросы массы

Задача 3: Анализ данных наблюдений КВМ и эруптивных волокон относительно событий в СКЛ

Задание 3.3 Влияние множественных взаимодействий КВМ на потоки частиц в событиях в СКЛ

Ударные волны, порождаемые корональными выбросами массы (КВМ), являются одним из физических процессов, которые ускоряют солнечные космические лучи (СКЛ) в короне и межпланетном пространстве. Исследования, посвящённые вопросу влияния столкновения двух или более КВМ на характеристики СКЛ, в прошлом приводили к противоречивым результатам. Данное исследование призвано придать импульс развитию темы посредством рассмотрения 3D параметров взаимодействующих КВМ и соотнесения их с возникновением и силой ассоциированных протонных событий.

Мы используем одновременные наблюдения КВМ для определения их 3D кинематических свойств:

• SECCHI (Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation) COR 2 являются внешне затемнёнными коронографами Лио, расположенными на борту каждого из космических аппаратов STEREO Ahead & Behind. Они обеспечивают корональные наблюдения в белом свете и обладают полем зрения от 2,5 до 15 R⊙.
• LASCO (Large Angle and Spectrometric Coronagraph) C3 на борту космической обсерватории SOHO, находящейся в точке Лагранжа L1, делает возможным наблюдения солнечных эруптивных событий из иной точки и имеет поле зрения 3,7-32 R⊙.

Для комбинирования данных от разных коронографов и исследования 3D распределения взаимодействующих КВМ мы используем инструмент StereoCat (https://ccmc.gsfc.nasa.gov/analysis/stereo/). Инструмент Orbit Научного центра STEREO (https://stereo-ssc.nascom.nasa.gov/cgi-bin/make_where_gif) иллюстрирует положение космических аппаратов во время эрупции.

События, связанные с СКЛ, исследуются с использованием данных инструментов Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES), SOHO/ERNE, ACE/EPAM и STEREO/IMPACT.

В нашем исследовании анализируются две пары КВМ – от 4-5 марта 2012 года и от 14-15 февраля 2011 года, определённые как взаимодействующие в исследованиях Colaninno and Vourlidas (2015) и Temmer et al. (2014). В виду того, что инструмент STEREOCat позволяет проводить совместные измерения с использованием данных только от 2 космических аппаратов, мы исследуем оба события с использованием всех возможных комбинаций телескопов. Характеристики КВМ и ассоциированных вспышек приведены в Таблице 1 и измеренные средние 3D свойства, полученные с использованием измерений от разных инструментов (Рисунок 1) указаны в Таблице 2.

Таблица 1. 2D свойства и характеристики ассоциированных вспышек для двух пар взаимодействующих КВМ, связанных с СКЛ.

Date	Associated flare properties					LASCO 2D properties
yyyy-mm-dd	Class	Onset [UT]	Peak [UT]	End [UT]	Location	Onset [UT]	Linear speed [km/s]	Angular width [ ° ]	Position angle [ ° ]
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. Усреднённые 3D свойства для каждого из взаимодействующих КВМ, связанных с СКЛ.

	March-4	March-5	Feb-14	Feb-15
Half-Width [°]	48	64	21	89
Longitude  [°]	-43	-55	81	-26
Latitude [°]	24	43	-2	-16
Speed [km/s]	1416	1233	2122	741

Пример полученной процедуры анализа событий марта 2012 года показан ниже.

Рисунок 1. Высотно-временные измерения двух взаимодействующих КВМ от 4 марта 2012 года (верхний ряд) и 5 марта (нижний ряд), полученные от 3 разных инструментов: STEREO B (слева), SOHO/LASCO C3 (в центре) and STEREO A (справа).

Рисунок 2. Высотно-временные профили (слева) и распределения 3D скоростей (справа) для КВМ от 4 марта 2012 года (верхний ряд) и 5 марта (нижний ряд), полученные от 3 разных пар инструментов (отмечены стрелками).

Рисунок 3. Положение космических аппаратов STEREO A & B на время 5 марта 2012 года, 00:00 UT.

Рисунок 4. STEREO-B – Земля – STEREO-A профили СКЛ.

Мы представляем два исследования взаимодействующих КВМ, связанных с СКЛ. Сопоставление их 2D и 3D кинематических свойств доказывает важность оценки истинных скоростей КВМ. Согласно каталогу LASCO/SOHO CME два взаимодействующих КВМ от 2011 года являются медленными (v < 900 км с^-1), при этом в другом случае мы имеем два быстрых события. Наши 3D измерения подтверждают указанные скоростные характеристики для КВМ от 2012 года, но показывают, что эрупция 14 февраля 2011 была наиболее высокоскоростной из здесь рассмотренных. Для событий, связанных с СКЛ, установлены следующие свойства:

• 2011-02-14/15, событие, произошедшее в области Западного/Центрального меридиана: связано с различными активными областями, одиночное хорошо различимое повышение СКЛ, детектированное STEREO-B и на Earth. Событие, связанное с СКЛ, скорее всего определялось второй эрупцией и эффект КВМ-КВМ взаимодействия под вопросом.
• 2012-03-04/05, событие, имеющее Восточное происхождение: связано с одной и той же активной областью, сложный профиль СКЛ, возможны множественные инжекции. Хотя событие, несомненно, восточное, хорошо различимое повышение СКЛ детектировано также аппаратом STEREO-A. Возможной причиной может быть КВМ-КВМ взаимодействие.

Ссылки

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

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