This work, together with its companion paper, Secco and Samuroff et al. (2021), presents the Dark Energy Survey Year 3 cosmic shear measurements and cosmological constraints based on an analysis of over 100 million source galaxies. With the data spanning 4143 deg$^2$ on the sky, divided into four redshift bins, we produce the highest significance measurement of cosmic shear to date, with a signal-to-noise of 40. We conduct a blind analysis in the context of the $\Lambda$CDM model and find a 3% constraint of the clustering amplitude, $S_8\equiv \sigma_8 (\Omega_{\rm m}/0.3)^{0.5} = 0.759^{+0.025}_{-0.023}$. A $\Lambda$CDM-Optimized analysis, which safely includes smaller scale information, yields a 2% precision measurement of $S_8= 0.772^{+0.018}_{-0.017}$ that is consistent with the fiducial case. The two low-redshift measurements are statistically consistent with the Planck Cosmic Microwave Background result, however, both recovered $S_8$ values are lower than the high-redshift prediction by $2.3\sigma$ and $2.1\sigma$ ($p$-values of 0.02 and 0.05), respectively. The measurements are shown to be internally consistent across redshift bins, angular scales and correlation functions. The analysis is demonstrated to be robust to calibration systematics, with the $S_8$ posterior consistent when varying the choice of redshift calibration sample, the modeling of redshift uncertainty and methodology. Similarly, we find that the corrections included to account for the blending of galaxies shifts our best-fit $S_8$ by $0.5\sigma$ without incurring a substantial increase in uncertainty. We examine the limiting factors for the precision of the cosmological constraints and find observational systematics to be subdominant to the modeling of astrophysics. Specifically, we identify the uncertainties in modeling baryonic effects and intrinsic alignments as the limiting systematics.

This work and its companion paper, Amon et al. (2021), present cosmic shear measurements and cosmological constraints from over 100 million source galaxies in the Dark Energy Survey (DES) Year 3 data. We constrain the lensing amplitude parameter $S_8\equiv\sigma_8\sqrt{\Omega_\textrm{m}/0.3}$ at the 3% level in $\Lambda$CDM: $S_8=0.759^{+0.025}_{-0.023}$ (68% CL). Our constraint is at the 2% level when using angular scale cuts that are optimized for the $\Lambda$CDM analysis: $S_8=0.772^{+0.018}_{-0.017}$ (68% CL). With cosmic shear alone, we find no statistically significant constraint on the dark energy equation-of-state parameter at our present statistical power. We carry out our analysis blind, and compare our measurement with constraints from two other contemporary weak-lensing experiments: the Kilo-Degree Survey (KiDS) and Hyper-Suprime Camera Subaru Strategic Program (HSC). We additionally quantify the agreement between our data and external constraints from the Cosmic Microwave Background (CMB). Our DES Y3 result under the assumption of $\Lambda$CDM is found to be in statistical agreement with Planck 2018, although favors a lower $S_8$ than the CMB-inferred value by $2.3\sigma$ (a $p$-value of 0.02). This paper explores the robustness of these cosmic shear results to modeling of intrinsic alignments, the matter power spectrum and baryonic physics. We additionally explore the statistical preference of our data for intrinsic alignment models of different complexity. The fiducial cosmic shear model is tested using synthetic data, and we report no biases greater than 0.3$\sigma$ in the plane of $S_8\times\Omega_\textrm{m}$ caused by uncertainties in the theoretical models.

The ambient solar wind that fills the heliosphere originates from multiple sources in the solar corona and is highly structured. It is often described as high-speed, relatively homogeneous, plasma streams from coronal holes and slow-speed, highly variable, streams whose source regions are under debate. A key goal of ESA/NASA's Solar Orbiter mission is to identify solar wind sources and understand what drives the complexity seen in the heliosphere. By combining magnetic field modelling and spectroscopic techniques with high-resolution observations and measurements, we show that the solar wind variability detected in situ by Solar Orbiter in March 2022 is driven by spatio-temporal changes in the magnetic connectivity to multiple sources in the solar atmosphere. The magnetic field footpoints connected to the spacecraft moved from the boundaries of a coronal hole to one active region (12961) and then across to another region (12957). This is reflected in the in situ measurements, which show the transition from fast to highly Alfvénic then to slow solar wind that is disrupted by the arrival of a coronal mass ejection. Our results describe solar wind variability at 0.5 au but are applicable to near-Earth observatories.

Abstract Large gradual solar energetic particle (SEP) events can pose a radiation risk to crewed spaceflight and a significant threat to near-Earth satellites; however, the origin of the SEP seed particle population, and how these particles are released, accelerated and transported into the heliosphere are not well understood. We analyze NOAA active region (AR) 12673, which was the source responsible for multiple large gradual SEP events during 2017 September, and found that almost immediately after each significant eruptive event associated with SEPs an enhanced Si/S abundance ratio was measured by Wind, consistent with the previous work by Brooks et al. The EUV Imaging Spectrometer (EIS) onboard Hinode took data roughly 8 hr before the second SEP event on 2017 September 6, which allowed the regions of enhanced Si/S abundance ratio in the AR to be determined. We have shown that the AR contains plasma with elemental abundance values detected in situ by Wind. In particular, the plasma originates from the core of the AR, similar to Brooks et al., but in the moss (footpoints) associated with hot sigmoidal AR loops. The sigmoid, which contains highly fractionated plasma, erupts and propagates toward an Earth-connected magnetic null point, providing a direct channel for the highly fractionated plasma to escape and be detected in the near-Earth environment.

Abstract We present a study of spectral line width measurements from the Extreme-ultraviolet Imaging Spectrometer on Hinode. We used spectral line profiles of Fe xvi 262.984 Å, Fe xiv 264.787 Å, Fe xiv 270.519 Å, Fe xiv 274.203 Å, and Fe xv 284.160 Å, and studied 11 active regions. Previous studies of spectral line widths have shown that in hot loops in the cores of active regions, the observed nonthermal velocities are smaller than predicted from models of reconnection jets in the corona or shock heating associated with Alfvén waves. The observed line widths are also inconsistent with models of chromospheric evaporation due to coronal nanoflares. We show that recent advances in higher resolution Alfvén wave turbulence modeling enables us to obtain nonthermal velocities similar to those measured in active regions. The observed nonthermal velocities for the 11 active regions in our study are in the range of 17–30 km s −1 , consistent with the spectral line nonthermal widths predicted from our model of 16 interacting flux tubes, which are in the range of 15–37 km s −1 .

Abstract We present a precise measurement of cosmological time dilation using the light curves of 1504 type Ia supernovae from the Dark Energy Survey spanning a redshift range 0.1 ≲ z ≲ 1.2. We find that the width of supernova light curves is proportional to (1 + z), as expected for time dilation due to the expansion of the Universe. Assuming type Ia supernovae light curves are emitted with a consistent duration Δtem, and parameterising the observed duration as Δtobs = Δtem(1 + z)b, we fit for the form of time dilation using two methods. Firstly, we find that a power of b ≈ 1 minimises the flux scatter in stacked subsamples of light curves across different redshifts. Secondly, we fit each target supernova to a stacked light curve (stacking all supernovae with observed bandpasses matching that of the target light curve) and find b = 1.003 ± 0.005 (stat) ± 0.010 (sys). Thanks to the large number of supernovae and large redshift-range of the sample, this analysis gives the most precise measurement of cosmological time dilation to date, ruling out any non-time-dilating cosmological models at very high significance.