与活动区AR11158中的一个X2.2级耀斑相关的视向电流密度的计算

摘要: 太阳高能活动爆发与活动区内的电流结构有着密切的联系，安培（Ampere）定律j_z=〖1/μ_0 (∇×B)〗_z是测量活动区内视向电流密度的理论基础。由于实测的矢量磁场中不可避免地存在随机噪声，因此，应用安培定律的不同形式计算的电流密度存在显著的差异。为了比较不同形式计算结果的差异并从中探索一种实用的电流计算方法，基于太阳动力学天文台(Solar Dynamic Observatory,SDO)/HMI(Helioseismic and Magnetic Imager)在2011年2月15日测量的活动区AR11158的矢量磁图，运用安培定律的微分算法和积分算法分别计算了活动区内视向电流密度的分布图。结果显示，微分算法获得的视向电流密度j_z分布图受随机噪声的影响要远比积分算法获得的结果大，电流分布图中的电流结构没有积分算法获得的结果清晰。另外，在扩大积分环路半径的情况下，所计算的电流分布图里的噪声信号快速降低，从而使计算的视向电流分布图中的电流结构更清晰。但是当继续扩大积分环路半径时，在获得清晰电流分布图的同时，电流分布图的部分精细结构也随之失真。该研究结果论证了适当扩大积分环路计算视向电流分布图可以降低计算结果受随机噪声的影响，从而获得清晰真实的视向电流分布图，但是积分路径的半径过大在消除噪声影响的同时会丢失电流分布中的一些精细结构。因此在实际计算电流的过程中，应该利用高分辨率的矢量磁图，选定合适的积分路径运用安培定律的积分算法来计算活动区的视向电流，从而帮助我们探索耀斑爆发与活动区内电流结构的关系。