Realistic numerical 3D models of the outer solar atmosphere show two different kind of spicule-like phenomena, as also observed on the solar limb. The numerical models are calculated using the 2 types of spicules "observed" in 3D realistic models Oslo Staggered Code (OSC) to solve the full MHD equations with non-grey and NLTE radiative transfer and thermal conduction along the magnetic field lines. The two types of spicules arise as a natural result of the dynamical evolution in the models. We discuss the different properties of these two types of spicules, their differences from observed spicules and what needs to be improved in the models.
On the temporal evolution of spicules observed with IRIS, SDO and Hinode
针状体是在色球谱线边缘外观察到的普遍存在的快速移动的喷流。结合最近推出的界面区域成像光谱仪与太阳动力学天文台和Hinode,我们有一个独特的机会,同时在多个通带和看到自由的环境中研究针状体。这使得有可能在很大的温度范围内研究它们的热演化。最近的一项研究表明,针状体出现在几条色球和过渡区谱线中,这表明针状体从Ca II H中消失后在较热的通带中继续演变。在这篇后续论文中,我们回答了在介绍性研究中提出的一些问题。此外,我们还首次对C Ⅱ 1330型的离肢骨针进行了研究。我们发现,Ca II H针状体比最初报道的更类似于Mg II 2796针状体。对于一个样本的54针状,我们发现,44%的硅IV 1400的针状物是光明的顶部,56%的针状物显示增加硅IV排放时,钙II H组件褪色。我们发现几个例子的针状物,从通带以外的钙II H褪色,我们观察到,如果一个针状物从通带褪色,它也一般褪色的通带较低的形成温度。我们将讨论这些新的,多光谱的结果意味着分类的I型和II型骨针。
On the solar chromosphere observed at the limb with Hinode
来自Hinode航天器上的BFI仪器的Ca II H线的宽带图像显示了从观测到的边缘出现的针状物的发射。令人惊讶的是,沿着它们的长度几乎没有看到针状光的吸收。我们提出了正式的解决方案的传递方程给定的(特设)源函数,包括分层的色球从针状物发出。模型参数与早期的针状体研究基本一致。Ca II针状物的可见性下降到肢体的Hinode数据似乎需要针状物发射多普勒频移相对于分层的大气,无论是超音速湍流或有组织的针状运动。在宽带BFI数据中,色球层的非针状成分几乎不可见,但我们预测它将在高光谱分辨率数据中清晰可见。宽频带的钙II H肢体图像给人的错觉,色球层是由针状体为主。我们的分析提醒人们,签名的缺失可能与签名的存在一样重要。
An Interface Region Imaging Spectrograph first view on Solar Spicules
几十年来,太阳针状体一直困扰着建模者和观察者。自从发现能量更高的II型以来,针状体已经成为一个热门话题,但它们对太阳低层大气能量平衡的贡献仍然未知。在这里,我们第一次看到了什么安静的太阳针状物看起来像美国宇航局最近发射的界面区域成像光谱仪(IRIS)。使用IRIS光谱和过滤图,采样色球和过渡区,我们比较的性能和针状物的演变与日出和大气成像组件的协调运动中观察到的。我们的IRIS观测使我们能够跟踪II型针状体的热演化,并最终证实Ca II H针状体的褪色似乎是由快速加热到更高温度引起的。虹膜针状体不会消失,而是继续进化,在500-800秒后达到更高的高度并回落.因此,Ca II H II型针状体是剧烈和较热事件的初始阶段,在Ca II H过滤图中大多是不可见的。这些事件有非常不同的属性,从I型针状体,这表明较低的速度和没有从色球通带衰落。针状体的IRIS光谱显示出与它们的盘状对应物相同的特征,加强了早期的工作。来自光谱光栅的分光日像图也证实了安静的太阳针状体起源于磁网络的灌木丛中。我们的研究结果表明,II型针状体确实是沿着向上移动的针状等离子体的广泛部分的剧烈加热(至少过渡区的温度)的网站。
Contribution of spicules to solar coronal emission
最近的高分辨率成像和光谱观测重新引起了人们对针状体在解释热日冕中的作用的兴趣。一些研究表明,一些针状体,通常被归类为II型,可能为日冕提供重要的质量和能量。在这里,我们使用数值模拟来研究是否这样的针状体可以产生所观察到的日冕发射没有任何额外的日冕加热剂。将由冷体和热尖端组成的模型针状体注入到具有不同尖端温度和注入速度的暖($0.5$ MK)平衡环的底部。产生活塞驱动和压力驱动的冲击。我们发现,热尖迅速冷却,并从日冕发射线,如Fe XII $195$和Fe XIV $274$消失。长时间的热发射是由预先存在的回路材料产生的,该回路材料被冲击加热,并且由来自冲击的热传导产生。然而,合成线轮廓的形状和多普勒频移显示与观测有显着差异。此外,空间和时间上的平均强度都非常低,这表明如果从安静的太阳和活动区域观察到的强度仅仅是由于II型针状体,则需要比文献中报道的多一到几个数量级的针状体。这一结论严格适用于喷出的针状物质。我们不主张与波或日冕电流有关的排放,这些排放可能在喷射过程中产生,并加热周围地区。
The Effects of Spatio-temporal Resolution on Deduced Spicule Properties
针状体在太阳上被观察到已经有一个多世纪了,典型的是在色球层的谱线上,比如H-α和Ca II H。最近的研究表明,所谓的“II型”针状体可能在为日冕和太阳风提供质量方面发挥作用。在色球过滤图中,这些针状体没有回落,它们比地面观测中经典报道的针状体寿命更短,更有活力。对具有日出型的II型针状体的观测显示出与以前测量的性质完全不同的性质。在早期的工作中,我们发现,这些动态II型骨针是最常见的类型,一种观点是没有正确识别的早期observations.The这项工作的目的是调查的经典骨针测量的时空分辨率的影响。利用日野数据退化,以匹配旧的地面研究的观测条件,我们测量的针状物的性质与半自动算法。然后将这些结果与使用原始Hinode数据的测量结果进行比较。我们发现,降解的数据有显着的影响所测得的性能的针状。最重要的是,退化数据的结果与较早的研究(例如,平均骨针持续时间超过5分钟,向上的视速度约为25公里/秒)吻合得很好。这些结果说明了针状体叠加,低空间分辨率和节奏的组合如何影响针状体的测量特性,并且以前的测量可能会产生误导。
Interplay of three kinds of motion in the disk counterpart of type II spicules: up-flow, transversal and torsional motions
最近的研究表明,针状体复杂的动力学行为必须解释为三种运动同时作用的结果:(1)场向流,(2)摇摆运动,和(3)扭转运动。我们使用高质量的观测从CRISP在SST调查这些不同的动力学模式的磁盘上的针状的迹象。早些时候,快速蓝移偏移(RBE),色球谱线蓝翼的短暂吸收特征,被确定为II型针状体的盘对应物。在这里,我们报告存在类似的吸收功能的红翼的Ca II 8542和H α线:快速红移偏移(RRE)。RRE在整个太阳盘面上都有发现,并且与RBE位于相同的区域:磁场集中区附近。RRE具有与RBE相似的特性:它们具有相似的长度、宽度、寿命和平均多普勒速度。RRE与RBE惊人的相似性意味着RRE是相同物理现象的表现,并且当在磁盘上观察时,针状物的运动可以导致净红移。我们发现,RRE是不太丰富的比RBE,我们解释了更高的RBE数量和减少不平衡的肢体作为一个指示,该字段对齐的向上流动有一个显着的贡献,净多普勒频移。大多数RRE和RBE是孤立地观察到的,但我们发现了许多平行和接触的RRE/RBE对的例子,它们似乎是同一针状体的一部分。我们解释存在这些RRE/RBE对的迹象表明,扭转运动是一个重要的特征骨针。大多数RBE和RRE是孤立观测到的,这一事实与横向摇摆运动是另一种重要的动力学模式的观点一致。我们发现从RRE到RBE的过渡的例子,反之亦然。
Shock-induced magnetic reconnection driving Ellerman bomb emission and a spicule
University of Oslo(奥斯陆大学);Sorbonne Université, Observatoire de Paris – PSL, École Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, CNRS, Laboratoire de Physique des Plasmas (LPP)(索邦大学、巴黎天文台-PSL、巴黎综合理工学院、巴黎理工学院、法国国家科学研究中心等离子体物理实验室);SETI Institute(SETI研究所);Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory(洛克希德·马丁太阳与天体物理学实验室)
Solar fine-scale structures. I. Spicules and other small-scale, jet-like events at the chromospheric level: observations and physical parameters
在过去20年中,从许多航天器上的优秀望远镜进行的不间断的高分辨率太阳观测,再加上从先进的地面望远镜进行的观测,开辟了一个新的世界,产生了比以往更加完整的关于太阳大气层物理条件的信息。太阳低层大气中的能量是由次表层对流产生的,而日冕与低层大气之间的界面构成了色球层,色球层主要由喷流状的动态结构所控制,在安静区域被称为斑点,在活跃区域被称为原纤维,在太阳边缘被称为针状物。最近,Hinode的空间观测表明应该存在两种不同类型的针状体,称为I型和II型,它们具有不同的性质。Ca II H和K滤波图的地面观测揭示了在靠近边缘的观测中存在长而薄的发射特征,称为吸管,以及一类被称为快速蓝移偏移的短命事件,其特征是仅出现在Ca II红外线的蓝翼中的大多普勒频移。有人认为,理解太阳等离子体如何被加速和加热的关键可能会在这些类似喷流的动态事件的研究中找到。然而,尽管这些结构在可见光区以及紫外和极紫外发射线和连续谱中被观察和研究了130多年,但仍有许多问题需要回答。在这篇评论中,我们提出的意见和物理性质的小规模的喷色球活动和安静的地区,在磁盘上,并在肢体观察到,并讨论它们之间的相互关系。
Evidence for coherent spicule oscillations by correcting Hinode/SOT Ca II H in the southeast limb of the Sun
由于光球波动而加热色球层、日冕和太阳风的波动理论由于观测到的波相干性的存在而得到加强。利用太阳光学望远镜(SOT)研究了日珥强度振荡的相干性。我们使用了2015年4月3日获得的Ca II H线的Hinode/SOT东南区域附近的时间序列,并将去卷积程序应用于骨针,以说明我们的恢复方法如何有效地作用于骨针等精细结构。此外,还利用小波变换分析了日缘以上不同高度的强度振荡。然后,在两个特定高度测量振荡之间的相位差,以寻找相干振荡的证据。小波变换的结果显示,在2,4,5.5,和6.5分钟在四个不同的高度的主周期峰。发现相干水平高于75%的主导频率在5.5和8.5 mHz左右。测量的平均相速度为155-360 km s-1。我们发现,平均相速度随高度增加。结果表明,相干波携带的能量通量进入日冕和日光层可能比以前的估计大几倍,以前的估计仅基于恒定的速度。我们提供了令人信服的证据向上传播的相干波的存在。
Heating signatures in the disk counterparts of solar spicules in IRIS observations
我们使用协调的观测与接口区域成像光谱仪(IRIS)和瑞典1米太阳望远镜(SST),以确定磁盘对应的II型针状体在上色球和过渡区(TR)诊断。这些圆盘对应物早先通过色球层谱线中的短暂不对称性:快速蓝移或红移偏移(RBE或RRE)被识别。我们发现清晰的签名RBE和RRE在Mg II H & K,经常与中央H3和K3吸收功能的不对称性在同时间和空间的H-α光谱分布一致的偏移。我们发现光谱特征的RBE和RRE在C II 1335和1336 A和Si IV 1394和1403 A谱线,并解释这是一个迹象,II型针状体被加热到至少TR温度,支持其他最近的工作。在我们的数据中,这些C II和Si IV光谱信号对于更小的网络区域比对于更扩展的网络区域更弱。在IRIS狭缝颚图像SJI 1330和1400中观察到的扩展网络区域周围的一些明亮特征,最近被确定为网络喷流,可以清楚地连接到我们协调数据中的H-α RBE和/或RRE。我们推测,IRIS SJI 1330和1400图像中网络区域周围的扩散晕的至少一部分可以归因于II型针状体,其在C II和Si IV线中的不透明度不足,从而在这些通带中突出为单一特征。
Ubiquitous hundred-Gauss magnetic fields in solar spicules
目的。利用SST对Ca ii 8542 A谱线的高分辨率偏振光谱观测,研究了太阳针状体中的磁场。方法.将弱场近似(WFA)应用于辐射转移方程,得到的方程用于推导磁场(BLOS)的LOS分量。两个限制性条件施加在斯托克斯I和V配置文件在每个像素之前,它们可以用于贝叶斯反演计算其BLOS。结果LOS磁场分量已被推断在六个数据集共计448光谱扫描的Ca ii 8542 A线,并包含活跃区和安静的太阳区域,与数百G的值被大量推断。从统计学的观点来看,在平静的太阳和活跃区域附近的针状体的磁场强度之间似乎没有差别。另一方面,BLOS分布在盘上的值比离边的值小,这一事实可以用盘上结构的色球层叠加效应来解释。我们发现,在太阳黑子附近的针状体有一个磁场极性(即北或南)等于太阳黑子。本文还分析了离边重叠结构对观测到的Stokes I和V参数以及由WFA得到的BLOS的影响。发现该值等于或小于两种结构的最大LOS磁场分量。此外,使用随机BLOS,多普勒速度和线强度的这两种结构导致在~50%的情况下,斯托克斯I和V参数不适合与WFA一起使用。结论.我们的研究结果提出了一个不足的LOS磁场分量小于约50 G,这不能被视为证据反对这些磁场强度的存在,在针状。
Off-limb (spicule) DEM distribution from SoHO/SUMER observations
在目前的工作中,我们得到了一个由针状体占主导地位的地区的差分发射测量(DEM)的dispersion。我们使用的光谱数据从太阳紫外线测量发射辐射(SUMER)光谱仪上的太阳日光层天文台(SoHO)覆盖整个SUMER波长范围采取离肢在北极冕洞构建此DEM分布使用CHIANTI原子数据库。然后,这个分布是用来研究的热特性的排放有助于171毫米波段的大气成像组件(AIA)的太阳动力学天文台(SDO)上。从我们的离边DEM,我们发现,在AIA 171毫米通道的辐射是由来自Fe ix 171.07毫米线的发射占主导地位,并有很少的贡献,从其他线路。Fe ix 171.07谱线贡献函数与离边DEM的乘积在logTmax(K)= 5.8处有最大值,表明在针状物观测期间,这条谱线的发射来自过渡区温度下的等离子体,而不是日冕。为了比较,相同的产品与安静的太阳和日珥DEM被发现有一个最大的logTmax(K)= 5.9和logTmax(K)= 5.7,分别。我们指出,从AIA 171滤光片获得的数据的解释应该做所观察到的现象的热性质的预知。例如,对于离边DEM,我们发现只有3.6%的等离子体超过一百万度,而使用安静的太阳DEM,这一贡献上升到15%。
Possible Evolution of Minifilament-Eruption-Produced Solar Coronal Jets, Jetlets, and Spicules, into Magnetic-Twist-Wave "Switchbacks" Observed by the Parker Solar Probe (PSP)
Hbeta Spicules, Small-scale Jets, and Hbeta Microflashes: Sub-arcsecond Dynamic Events and their Magnetic Origins in the Lower Solar Chromosphere Observed by DKIST
Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory(洛克希德·马丁太阳与天体物理实验室);SETI Institute(搜寻地外文明研究所);New Mexico State University(新墨西哥州立大学);Bay Area Environmental Research Institute(湾区环境研究所);NASA Marshall Space Flight Center(美国宇航局马歇尔太空飞行中心);Center for Space Plasma and Aeronomic Research (CSPAR), UAH(阿拉巴马大学亨茨维尔分校空间等离子体与地球大气研究数据中心);National Solar Observatory(国家太阳天文台)
Two-dimensional Radiative Magnetohydrodynamic Simulations of Partial Ionization in the Chromosphere. II. Dynamics and Energetics of the Low Solar Atmosphere