日冕极紫外(EUV)波是日冕中波状向外传播的EUV波段的辐射增强,与日冕物质抛射和耀斑密切相关,其物理本质和触发机制一直存在疑问,不过EUV波的波前可以帮助我们理解波的物理本质和触发机制。但是,EUV波在传播过程中经常与周围的日冕结构发生相互作用,其波前会发生严重的形变。所以,我们主要对EUV波波前的初始形态进行分析。另外,太阳动力学天文台(SDO)和日地关系天文台(STEREO)高时空分辨率和多视角的观测资料发现了越来越多的与喷流相关且有拱状波前的EUV波,而之前的研究大部分都是与流绳爆发相关的圆形波前的EUV波。
利用SDO和STEREO的高时空分辨率和多视角的观测资料,我们仔细分析了两个喷流驱动的EUV波和两个流绳爆发驱动的EUV波,其触发机制如下图所示。对于喷流驱动的EUV波,喷流源于上方闭合环的一端并沿着闭合环向另一端运动,在闭合环的外侧就产生了拱状波前(a);如果源区磁场是特殊的扇脊(fan-spine)结构,喷流从重联点出来会沿着多条闭合环运动,在每条闭合环外侧都可以形成拱状波前,这些拱状波前连起来就有可能形成圆形的波前(b)。利用势场外推得到的闭合磁力线,也强有力的证明了方向性极强的喷流、拱状波前、闭合环三者之间有着非常密切的关系。对于流绳爆发驱动的EUV波,流绳(暗条或S形结构)位于上方闭合环的正下方,爆发后闭合环同时朝各个方向膨胀,圆形波前就在上方环的各个方向上产生了(d);圆形波前的侧视效果是拱状的(c)。
观测结果显示,喷流驱动的EUV波和流绳爆发驱动的EUV波一样,都是上方闭合环的突然膨胀所致。我们提出爆发体与上方闭合环的位置关系以及上方闭合环的位形结构,对EUV波的形态有着非常重要的作用。我们还猜测一系列闭合环可以激发出一系列的波前单元,而观测中的EUV波(拱状或圆形)波前很有可能是这些波前单元的积分效果。
本工作由山东大学空间科学研究院郑瑞生、陈耀、王冰、宋红强和云南天文台薛志科共同完成,该研究结果:The initial morphologies of the wavefronts of extreme ultraviolet waves已经被天体物理学杂志(Astrophysical Journal)接收,将于近期正式发表,全文链接:https://arxiv.org/abs/1812.08371。作者感谢国家自然科学基金、山东省基金和山东大学未来计划的支持。