Hydrogen non-equilibrium ionisation effects in coronal mass ejections
Notice bibliographique
Résumé
Context. A new generation of coronagraphs used to study solar wind and coronal mass ejections (CMEs) are being developed and launched. These coronagraphs will heavily rely on multi-channel observations where visible light (VL) and UV-EUV (ultraviolet-extreme ultraviolet) observations provide new plasma diagnostics. One of these instruments, Metis on board ESA-Solar Orbiter, will simultaneously observe VL and the UV Lyman-α line. The number of neutral hydrogen atoms (a small fraction of coronal protons) is a key parameter for deriving plasma properties, such as the temperature from the observed Lyman-α line intensity. However, these measurements are significantly affected if non-equilibrium ionisation effects occur, which can be relevant during CMEs. Aims. The aim of this work is to determine if non-equilibrium ionisation effects are relevant in CMEs and, in particular, when and in which regions of the CME plasma ionisation equilibrium can be assumed for data analysis. Methods. We used a magneto-hydrodynamic (MHD) simulation of a magnetic flux rope ejection to generate a CME. From this, we then reconstructed the ionisation state of hydrogen atoms in the CME by evaluating both the advection of neutral and ionised hydrogen atoms and the ionisation and recombination rates in the MHD simulation. Results. We find that the equilibrium ionisation assumption mostly holds in the core of the CME, which is represented by a magnetic flux rope. In contrast, non-equilibrium ionisation effects are significant at the CME front, where we find about 100 times more neutral hydrogen atoms than prescribed by ionisation equilibrium conditions. We find this to be the case even if this neutral hydrogen excess might be difficult to identify due to projection effects. Conclusions. This work provides key information for the development of a new generation of diagnostic techniques that aim to combine visible light and Lyman-α line emissions. The results show that non-equilibrium ionisation effects need to be considered when we analyse CME fronts. Incorrectly assuming equilibrium ionisation in these regions would lead to a systematic underestimate of plasma temperatures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».