论文部分内容阅读
日冕物质抛射（Corona Mass Ejection,简称CME）是在日冕仪视场内可观测到的,持续数分钟至数小时的日冕结构变化,表现为新的不连续的增量特征。当CME传播到行星际空间时,称之为行星际日冕物质抛射（International Coronal Mass Ejection,简称ICME）。CME具有三部分结构,亮前缘、暗腔和亮的内核,其中亮的内核是日珥。已有研究表明,三分之一以上的CME具有典型的三部分结构。然而在ICME中,对应的日珥物质特征却很少被探测到。针对这一矛盾,本文从C、O、Mg、Si和Fe的离子价态出发,来统计分析ICME中冷物质的特征。本文采用1998-2011年ACE和WIND卫星同时在拉格朗日1点测量到的298个ICME,通过设置数据筛选条件,获得了219个ICME事件作为统计研究样本。本文判断冷物质的判据设定为C元素平均价态低于ICME之前24小时的太阳风中的平均值减去3倍标准偏差,同时该时间段内C元素平均价态对应的离化温度低于106.05K。在本文研究的219个ICME事件中,共有69个事件的108个时间段符合冷物质判据,占ICME事件的31%,这与光学观测中有三分之一以上的CME含有日珥结构相吻合。这些含有冷物质的ICME速度大多在400-500 km/s之间,冷物质的持续时间多在2-6小时,每个ICME中包含1-2个冷物质时间段。对于冷物质时间段,统计结果显示存在两种电离温度特征相反的情况:在第一类冷物质中,O、Mg、Si和Fe元素的平均价态同时低于该ICME之前24小时太阳风中的平均值;而第二类冷物质中,O、Mg、Si和Fe元素的平均价态要同时高于ICME之前24小时太阳风中的平均值加上3倍标准偏差。在本文研究的统计样本中,有6个时间段含有第一类冷物质,15个时间段含有第二类冷物质。其中,5个第一类冷物质时间段内显示质子温度升高,14个第二类冷物质时间段内显示质子温度降低。第二类冷物质都存在于太阳活动高年的CME爆发事件中,这类冷物质的电离温度特征支持了现有日珥形成理论模型即日珥由色球层物质和日冕物质混合而成,第一类冷物质以前从未有报道,目前尚无对应的日珥形成模型,这类冷物质的形成机制有待SDO和Parker Solar Probe等高分辨率太阳观测卫星的观测研究。