2007年3月1日,日野太阳光学望远镜在NOAA 10944的一个稳定黑子中观测到了本影点。观测程序包括蓝色连续图像和Fe I 630 nm线的光谱偏振分布。一个自动检测算法的UDs应用于2小时的连续蓝色连续图像,并使用所获得的数据,计算的寿命,大小和自行车的UDs。黑子的磁结构是通过对分光偏振剖面的反演得到的。计算了UD的参数(大小、寿命、出现率、自行)与磁场(场强、倾角、方位角)的相关性,结果表明:(1)UD的寿命和大小几乎不变,与其出现处的磁场强度无关; (2)随着出射点的场倾角的增大,UDs的运动速度增大。(3)在强倾斜场区,UDs的运动方向几乎平行于磁场的水平分量方向,而在弱倾斜场区,UDs几乎没有自行。我们的结果描述了太阳黑子磁对流的基本性质。我们将讨论我们的结果与Schussler & Vogler(2006)和Rempel等人(2009)最近的MHD模拟进行比较。
英文摘要:
Umbral dots (UDs) were observed in a stable sunspot in NOAA 10944 by the Hinode Solar Optical Telescope on 2007 March 1. The observation program consisted of blue continuum images and spectropolarimetric profiles of Fe I 630 nm line. An automatic detection algorithm for UDs was applied to the 2-hour continuous blue continuum images, and using the obtained data, the lifetime, size, and proper motion of UDs were calculated. The magnetic structure of the sunspot was derived through the inversion of the spectropolarimetric profiles.
We calculated the correlations between UD's parameters (size, lifetime, occurrence rate, proper motion) and magnetic fields (field strength, inclination, azimuth), and obtained the following results: (1) Both the lifetime and size of UDs are almost constant regardless of the magnetic field strength at their emergence site. (2) The speed of UDs increases as the field inclination angle at their emergence site gets larger. (3) The direction of movement of UDs is nearly parallel to the direction of the horizontal component of magnetic field in the region with strongly inclined field, while UDs in the region with weakly inclined field show virtually no proper motion.
Our results describe the basic properties of magnetoconvection in sunspots. We will discuss our results in comparison to recent MHD simulations by Schussler & Vogler (2006) and Rempel et al. (2009).
Investigation of Umbral Dots with the New Vacuum Solar Telescope
本影点(UDs)是在太阳黑子本影中观测到的孤立的小亮斑。它们是存在于本影内部的对流现象。根据UDs在本影中的位置,通常将其分为中心UDs(CUDs)和外围UDs(PUDs)。我们的目的是研究UD的性质,分析它们之间的关系,并进一步发现这些性质是否依赖于本影磁场强度。因此,我们选择了中国云南天文台富县太阳天文台的\textit{New Vacuum Solar Telescope}在最佳视宁条件下拍摄的四个活动区(AR)的高分辨率TiO图像。四个AR(NOAA 11598、11801、12158和12178)包含六个太阳黑子。共确定了1220个CUD和603个PUD。同时,利用\textit{Solar Dynamics Observatory}上的\textit{Helioseismic and Magnetic Imager}拍摄的太阳黑子矢量磁场的径向分量,分析了UD特性与本影磁场强度之间的关系。我们发现,直径和寿命的UD表现出增加的趋势与亮度,但速度不。此外,直径、强度、寿命和速度取决于周围的磁场。CUD的直径被发现更大,CUD更明亮,它的寿命更长,它的运动在弱的阴影磁场环境中比在一个强的慢。
Physical Characteristics of Umbral Dots Derived from a High Resolution Observation
本研究的目的是利用最新的高分辨率观测资料重新研究本影点的物理参数,为科学认识其形成和演化做出贡献。在这项研究中,我们应用了一种粒子跟踪算法来检测2015年6月14日由古德太阳望远镜(GST)观测到的NOAA AR 12384中的UD。我们分析了平均位置分布,位置依赖性,和检测到的总2892 UD的一般属性分别在其生命周期和周期性行为,只有选定的10个长寿的UD。我们发现,i)最亮、最大、最快和最椭圆的UD倾向于位于本影-半影边界处,而它们的寿命不显示任何有意义的位置依赖性,ii)所有检测到的UD的平均动态速度约为(0.76 km/s),iii)从寿命最长的354个UD获得的轨迹显示它们通常具有向内运动,iv)选择的10个长寿命UD通常具有相似的周期性行为,显示8.5-32、3.5-4.1、1.5-1.9和1.1-1.3分钟的周期性,v)通常,检测到的UD具有椭圆形状,平均偏心率为0.29,标准偏差为0.11,vi)较大的UD往往更椭圆且更动态。
The formation of small-scale umbral brightenings in sunspot atmospheres
太阳黑子的大气是高度不均匀的,具有准稳定和瞬时的特征,如“本影微喷流”和暗纤维状事件。我们试图了解小规模的本影增亮(SSUBs;类似于本影微射流)的形态学特性和形成机制,并了解这些事件与短动态原纤维,本影闪光和本影点之间的联系是否可以建立。使用了对Ca II H线进行采样的SST滤波图时间序列和CRISP全斯托克斯15点Ca II 8542 A线扫描数据集。在太阳黑子本影中发现的54个SSUB的平均寿命和长度分别为44.2秒(sigma=20秒)和0.56”(sigma=0.14”)。这些事件的空间定位和形态演变进行了调查,发现没有证据的抛物线或弹道轮廓,也没有偏好与本影闪光共空间形成。斯托克斯V剖面反转的存在提供了证据,表明这些事件可以通过色球层中的激波发展形成。弱场近似的应用表明,视线磁场的变化并不是导致谱线轮廓改变的原因,并表明热力学效应是发射增加的实际原因。最后,一个子集的SSUBs被观察到形成在脚点的短动态原纤维。总的来说,我们发现这些事件的空间位置与本影点和本影闪光的发生之间没有相关性。然而,SSUBs的寿命和光谱特征与本影闪光相当,并且位于短动态原纤维的足点处,在红移阶段期间或结束时。因此,这些特征可能是由于纤维状物质在重力作用下返回时在低层大气中受到冲击而形成的。
Investigation of the subsurface structure of a sunspot based on the spatial distribution of oscillation centers inferred from umbral flashes
太阳黑子的次表层结构对黑子的稳定性和能量传输有重要影响。目前已提出了两种地下结构模型,即整体模型和簇模型,但迄今为止还没有发现支持特定模型的明确观测证据。为了获得太阳黑子的次表面结构的线索,我们分析了合并太阳黑子的本影闪光IRIS Mg II 2796埃缝颚图像(SJIs)注册。暗闪被认为是光球层下对流单体产生的磁流体冲击波的一种观测表现。通过跟踪单个本影闪光的运动,我们确定了对流单体的位置,即位于本影下方的振荡中心。我们发现,振荡中心优先位于暗核的本影核心,而不是在明亮的区域,如光桥或本影点。此外,振荡中心往往偏离合并的太阳黑子的收敛界面,在那里预计将发生剧烈的对流。我们还发现,推断的对流单体的深度没有明显的区域依赖性。这些结果表明,次表面的本影是一个环境,对流可以发生比收敛界面更容易,因此支持集群模型。为了得到更具体的结果,还需要进一步研究低层大气中的本影速度振荡。
A closer look at a coronal loop rooted in a sunspot umbra
太阳日冕中的极紫外线(EUV)和X射线环连接着磁场活动增强的区域,但它们通常不会植根于太阳黑子的黑暗阴影中,因为那里发现的强磁场抑制了对流。这意味着,只要没有光桥或本影点,进入高层大气的磁能坡印廷通量在本影内就不重要。在这里,我们报告了一个罕见的观测日冕环植根于黑暗的本影的太阳黑子没有任何痕迹的光桥或本影点。我们使用的狭缝颚图像和光谱数据从IRIS和集中的线配置文件的O IV和Si IV,显示持久的强红移成分的循环植根于本影。利用O-IV的比值,我们可以估计密度,从而研究质量通量。通过AIA的EUV通道提供这些观测的日冕背景和温度诊断。日冕环,嵌入在较冷的下降流,主机超音速下降流。超过100公里秒的速度$^{-1}$是在相同的数量级的过渡区线的O IV和Si IV,甚至可以看到在色球Mg II线的速度相当。在足点$1"$内的投影距离处,我们看到激波过渡到较小的下降流速度,约为15 km s $^{-1}$,这与静止等温激波的质量守恒是一致的。我们没有看到能量输入到环中的直接证据,因为环植根于本影的黑暗均匀部分,附近没有光桥或本影点。因此,人们可能会得出结论,我们看到的是从循环另一端的足点驱动的虹吸流。然而,对于最终结果,需要在另一个足点处具有类似质量的数据,但这太远而不能被IRIS视场覆盖。
我们提出了高空间分辨率的观测短寿命的瞬变,带状和喷射像事件以上的孔在Ca II H图像中的细结构,如本影点,光桥和半影微丝存在于底层光球。我们发现,由于对流精细结构的水平场与环境垂直场之间的切变,在对流精细结构的边缘形成了电流层。高垂直电流密度补丁中观察到的光球周围的这些事件,这表明在重联网站的电流片的形成。在过去的研究框架中,低空重联可能是产生此类事件的机制。重联是由相反极性的字段所产生的弯曲的电场线由对流下降流在边缘的孔隙精细结构。