A New Method to Estimate Halo CME Mass Using Synthetic CMEs Based on a Full Ice Cream Cone Model
A New Method to Estimate Halo CME Mass Using Synthetic CMEs Based on a Full Ice Cream Cone Model
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基于完整冰淇淋蛋筒模型的合成 CME 估计 Halo CME 质量的新方法
DOI：
10.3847/1538-4357/abc690
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
I. Cho
中科院分区：
文献类型：
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作者：
H. Na;Y. Moon;Jin;I. Cho
在这项研究中，我们提出了一种使用合成日冕物质抛射 (CME) 来估计晕日冕物质抛射 (CME) 质量的新方法。为此，我们基于两个假设生成合成 CME：（1）CME 结构是一个完整的冰淇淋甜筒，（2）CME 电子数密度遵循幂律分布（ρcme = ρ0r−n）。通过最小化在 CME 前沿位置角处观测到的 CME 和相应的合成 CME 的电子数密度分布之间的均方根误差，获得幂律指数 n。通过将此方法应用于 56 个日冕物质抛射，我们估计了两种合成的日冕物质抛射质量。一种是仅考虑观测到的 CME 区域 (Mcme1) 的合成 CME 质量，另一种是包括观测到的 CME 区域和遮蔽区域 (Mcme2) 的合成 CME 质量。从这两种情况中，我们得出转换因子，即合成的日冕物质抛射质量与观测到的日冕物质抛射质量之比。 Mcme1 的转换因子范围为 1.4 至 3.0，平均值为 2.0。对于 Mcme2，该因子范围为 1.8 至 5.0，平均值为 3.0。这些结果意味着，当我们考虑观测到的 CME 区域时，观测到的晕 CME 质量可能会被低估约 2 倍，而当我们考虑包括遮蔽区域在内的区域时，观测到的晕 CME 质量可能会被低估约 3 倍。有趣的是，这些转换因子与晕日冕物质抛射的角宽度有很强的负相关性。
In this study, we suggest a new method to estimate the mass of a halo coronal mass ejection (CME) using synthetic CMEs. For this, we generate synthetic CMEs based on two assumptions: (1) the CME structure is a full ice cream cone, and (2) the CME electron number density follows a power-law distribution (ρcme = ρ0r−n). The power-law exponent n is obtained by minimizing the rms error between the electron number density distributions of an observed CME and the corresponding synthetic CME at a position angle of the CME leading edge. By applying this methodology to 56 halo CMEs, we estimate two kinds of synthetic CME masses. One is a synthetic CME mass that considers only the observed CME region (Mcme1), the other is a synthetic CME mass that includes both the observed CME region and the occulted area (Mcme2). From these two cases, we derive conversion factors that are the ratio of a synthetic CME mass to an observed CME mass. The conversion factor for Mcme1 ranges from 1.4 to 3.0 and its average is 2.0. For Mcme2, the factor ranges from 1.8 to 5.0 with an average of 3.0. These results imply that the observed halo CME mass can be underestimated by about 2 times when we consider the observed CME region, and about 3 times when we consider the region including the occulted area. Interestingly these conversion factors have a very strong negative correlation with angular widths of halo CMEs.