Dynamical Modulation of Solar Flare Electron Acceleration due to Plasmoid-shock Interactions in the Looptop Region
Dynamical Modulation of Solar Flare Electron Acceleration due to Plasmoid-shock Interactions in the Looptop Region
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环顶区域等离子体激元相互作用引起的太阳耀斑电子加速的动态调制
DOI：
10.3847/2041-8213/abcbf5
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发表时间：
2020-11
影响因子：
7.9
通讯作者：
Giacalone Joe
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kong Xiangliang;Guo Fan;Shen Chengcai;Chen Bin;Chen Yao;Giacalone Joe
快模激波可以在重联外流的前部形成，并被认为是太阳耀斑中粒子加速的一个有希望的场所。磁重联研究的最新进展表明，在大尺度电流层中可以产生大量的等离子体团。在这里，我们调查的动态调制的电子加速在looptop区域时，等离子体团间歇性地到达冲击结合磁流体动力学模拟与粒子动力学模型。当等离子体团与激波相互作用时，环顶区域呈现出各种可压缩结构，这些结构调节高能电子的产生。高能电子的数量在时间和空间上都迅速变化。5-10 keV电子数与压缩面积有很好的相关性，而>50 keV电子数与强压缩面积有很好的相关性，但与冲击参数只有中等的相关性。我们进一步研究的影响，第一等离子体团，这标志着从一个准稳定的冲击波阵面的扭曲和动态冲击的过渡。高能电子的数量在15-25 keV时减少了约20%，在25-50 keV时减少了近40%，而5-10 keV电子的数量增加了。此外，10 keV以上的电子能谱随着时间的推移而变软。我们还发现，当等离子体团穿过激波时，在环顶区域可以产生两个甚至多个不同的源。我们的模拟有很强的影响，非热looptop源的解释，以及常见的耀斑排放，包括准周期性脉动的快速时间变化。
A fast-mode shock can form in the front of reconnection outflows and has been suggested as a promising site for particle acceleration in solar flares. Recent developments in the study of magnetic reconnection have shown that numerous plasmoids can be produced in a large-scale current layer. Here we investigate the dynamical modulation of electron acceleration in the looptop region when plasmoids intermittently arrive at the shock by combining magnetohydrodynamics simulations with a particle kinetic model. As plasmoids interact with the shock, the looptop region exhibits various compressible structures that modulate the production of energetic electrons. The energetic electron population varies rapidly in both time and space. The number of 5–10 keV electrons correlates well with the compression area, while that of >50 keV electrons shows good correlation with the strong compression area but only moderate correlation with shock parameters. We further examine the impacts of the first plasmoid, which marks the transition from a quasi-steady shock front to a distorted and dynamical shock. The number of energetic electrons is reduced by ∼20% at 15–25 keV and nearly 40% for 25–50 keV, while the number of 5–10 keV electrons increases. In addition, the electron energy spectrum above 10 keV evolves softer with time. We also find that double or even multiple distinct sources can develop in the looptop region when the plasmoids move across the shock. Our simulations have strong implications to the interpretation of nonthermal looptop sources, as well as the commonly observed fast temporal variations in flare emissions, including the quasi-periodic pulsations.
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DOI：
10.1088/0004-637x/737/1/14
发表时间：
2011-08
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Chengcai Shen;Jun Lin;N. Murphy
通讯作者：
Chengcai Shen;Jun Lin;N. Murphy
2017 年 9 月 6 日太阳耀斑伽马射线发射的准周期脉动
DOI：
10.3847/1538-4357/ab5e86
发表时间：
2019-12
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
D. Li;D. Y. Kolotkov;V. M. Nakariakov;L. Lu;Z. J. Ning
通讯作者：
Z. J. Ning
高伦德奎斯特数极限下湍流的快速磁重联
影响因子：
7.9
作者：
Yang Liping;Li Hui;Guo Fan;Li Xiaocan;Li Shengtai;He Jiansen;Zhang Lei;Feng Xueshang
通讯作者：
Feng Xueshang
DOI：
10.1088/0004-637x/799/2/129
发表时间：
2014-12
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
M. Oka;S. Krucker;H. Hudson;P. Saint-Hilaire
通讯作者：
M. Oka;S. Krucker;H. Hudson;P. Saint-Hilaire
DOI：
10.1086/304449
发表时间：
1997-08
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
B. Somov;T. Kosugi
通讯作者：
B. Somov;T. Kosugi