[发明专利]一种认证行星际日冕物质内日珥物质的方法

说明书

本发明涉及太阳物理和空间物理技术领域，具体的是涉及一种认证行星际日冕物质内日珥物质的方法。该方法首先在稳态太阳大气模型条件下计算重离子的各离子成份和温度的关系；然后结合太阳风中这些离子成份的观测，选择合适的重离子成份反常增加作为判断日珥物质的判据。该方法具有基础数据获取方便，操作过程比较简洁，认证准确性较高，具有相当的可靠性。

技术领域

本发明涉及太阳物理和空间物理技术领域，更具体的是涉及一种认证行星际日冕物质内日珥物质的方法。

背景技术

太阳稳定和均匀地向四面八方辐射的同时，在它的大气中的局部区域内，还会出现一些随时间变化的快速等离子体流。通常称这些时间和空间的局部变化的活动体为太阳活动。主要的太阳活动有黑子、耀斑、日珥爆发和日冕物质抛射等。

日冕物质抛射（coronal mass ejection，简称CME）是太阳大气中最剧烈的大尺度活动现象，在短时间内从日冕向外抛射出大量的等离子体和磁场进入行星际空间。

CME在行星际空间和其他流相互作用，产生各种扰动。特殊的行星际空间等离子体条件为等离子体的物理过程和现象的研究提供了在地面试验室难以实现的物理条件。有些CME可以到达地球附近，被称为行星际日冕物质抛射（Interplanetary CME, 简称ICME ），是影响地球周围的空间环境受主要的源。这些CME能影响人造卫星的运行和搭载仪器的正常工作，威胁到空间飞行器和宇航员的安全，造成地球磁层和电离层扰动，会扰乱通讯和导航，并对气候和人类活动产生影响。

日珥爆发也是一种重要太阳活动。日珥爆发和CME爆发往往紧密相关，超过70％的CME与日珥爆发有关，然而只在极少量的行星际日冕物质抛射（ICME）内发现了日珥物质，远远少于日面观测的70%。之所以没有发现大量包含冷的日珥物质的ICME，是由于对冷的日珥物质认证方法设定阈值较低所致。

为了能够解决行星际日冕物质抛射内日珥物质认证，深入了解CME爆发和日珥爆发的关系，需要一种简单、准确方法对行星际日冕物质抛射内地日珥物质进行认证。

由于日珥具有相对较低的温度和较高的密度两个基本观测特征，因此，早期确定行星际磁通量绳内日珥物质往往是利用其较低的温度、较低的离子电荷状态和较高的质子密度特征来认证。然而，由于CME通常具有强磁场，因此CME内部总体压强往往远高于外部总压，当CME离开太阳时，会迅速膨胀。如果CME有局部较低的磁场区域，其膨胀速度会比相邻部分慢。因此，较低的磁场区域可能成为一个相对较高的质子密度区域。同样地，原有的高密度区域也可以由于非均匀膨胀而消失，CME的非均匀膨胀也可以形成新的低温区域。因此，行星际磁通量绳的高密度和低温特征不能作为确定日珥物质的可靠证据。

但是，CME在离开太阳的过程中，由于太阳风的快速膨胀，其内部的离子电荷状态会在距太阳5个太阳半径外冻结，所以行星际磁通量绳中的离子电离态仍然可以反映其温度历史。低电离态才是识别行星际介质中日珥物质的可靠判据。先前报道的行星际磁通量绳内部的冷日珥物质也往往呈现低电离态。如Lepri和Zurbuchen主要用Fe⁴⁺、C²⁺和O²⁺等的低电离态来判断行星际磁通量绳中的日珥物质。但是这个标准非常高，往往很多ICME内的日珥物质被错过，这也是目前只在极少量的行星际日冕物质抛射（ICME）内发现了日珥物质的原因。

发明内容

本发明的目的在于解决目前的行星际日冕物质抛射内日珥物质无法准确认证问题，提供一种更简单、准确、可靠的认证行星际日冕物质内日珥物质的方法，通过这种方法，达到操作更加简单，认证更加准确。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种认证行星际日冕物质内日珥物质的方法，包括以下步骤：

在稳态太阳大气模型条件下计算重离子的各离子成份和温度的关系；

结合太阳风中这些离子成份的观测，选择合适的重离子成份反常增加作为判断日珥物质的判据。