Searches for exoplanets with radial velocity techniques are increasingly sensitive to stellar activity. It is therefore crucial to characterize how this activity influences radial velocity measurements in their study of the detectability of planets in these conditions. In a previous work we simulated the impact of spots and plages on the radial velocity of the Sun. Our objective is to compare this simulation with the observed radial velocity of the Sun for the same period. We use Dopplergrams and magnetograms obtained by MDI/SOHO over one solar cycle to reconstruct the solar integrated radial velocity in the Ni line 6768 Å. We also characterize the relation between the velocity and the local magnetic field to interpret our results. We obtain a stronger redshift in places where the local magnetic field is larger (and as a consequence for larger magnetic structures): hence we find a higher attenuation of the convective blueshift in plages than in the network. Our results are compatible with an attenuation of this blueshift by about 50% when averaged over plages and network. We obtain an integrated radial velocity with an amplitude over the solar cycle of about 8 m/s, with small-scale variations similar to the results of the simulation, once they are scaled to the Ni line. The observed solar integrated radial velocity agrees with the result of the simulation made in our previous work within 30%, which validates this simulation. The observed amplitude confirms that the impact of the convective blueshift attenuation in magnetic regions will be critical to detect Earth-mass planets in the habitable zone around solar-like stars.
Line shape effects on intensity measurements of solar features: Brightness correction to SoHO MDI continuum images
利用SoHO飞行任务上的迈克尔逊多普勒成像仪(MDI)获得的连续强度观测提供了长时间序列的滤波图,这对于研究太阳大气中大尺度现象的演变及其对太阳活动的依赖性是理想的。然而,这些滤波图不是在纯连续谱带中取得的,而是由代理构造的,即对Ni I 676.8 nm线进行采样的滤波图的组合。我们研究了这种连续代理的镍线的形状和仪器的传输配置文件中的退化的敏感性。我们比较了镍线附近的连续强度测量与MDI代理值在三组高分辨率光谱偏振数据获得的干涉二维光谱仪(IBIS),并在合成数据,从磁对流和一维大气模型的多维模拟获得。我们发现,MDI连续测量需要亮度校正,这取决于磁场强度,温度,并在较小程度上,等离子体速度。太阳黑子的校正范围从2%到25%,其他特征的平均校正小于2%。亮度校正也随盘面上的位置而变化,太阳黑子的变化较大,安静太阳、光斑和微孔的变化较小。在考虑观测效应的情况下,由观测资料导出的修正因子与由数值模拟导出的修正因子一致。最后,我们发现,调查潜在的不确定性MDI过滤器的传输特性只有轻微影响代理测量的亮度校正。
Improving the Temporal Resolution of SOHO/MDI Magnetograms of Solar Active Regions Using a Deep Generative Model
New Jersey Institute of Technology(新泽西理工学院);Big Bear Solar Observatory(大熊湖太阳天文台);Center for Solar-Terrestrial Research(太阳-地球中心);King Saud University(沙特国王大学);Stanford University(斯坦福大学)
Towards a live homogeneous database of solar active regions based on SOHO/MDI and SDO/HMI synoptic magnetograms. I. Automatic detection and calibration
Solar meridional circulation from twenty-one years of SOHO/MDI and SDO/HMI observations: Helioseismic travel times and forward modeling in the ray approximation
The formation of a penumbra as observed with the German VTT and SoHO/MDI
太阳内部磁通量的产生及其向外太阳大气层的传输将是今后几十年太阳物理学研究的重点。其中一个关键因素是磁通量进入太阳光球层的过程,以及重组形成太阳黑子和孔隙等活动区域的磁现象。2009年7月4日,我们观测到一个新兴的磁通量区域,其中一个没有半影的原斑在大约4.5小时内形成一个半影。这一过程通过德国VTT的多波长观测记录下来:(a)成像,(b)用2D成像分光偏振计GFPI在Fe I 617.3 nm处获得的高分辨率和时间节奏数据,以及(c)用基于狭缝的分光偏振计TIP在Fe I 1089.6 nm处扫描。MDI连续体地图和磁图被用来跟踪原点的形成,以及整个活动区的后续演变。在半影的形成过程中,光斑的面积和磁通量增大。额外的磁通量由相邻的出射磁通量区域提供:当出射的双极分离时,光点极性的两极向光点迁移,最后与光点合并。随着越来越多的磁通量积累,半影形成。从反演我们推断的磁场和多普勒速度(沿视线恒定)的地图。我们计算了形成点的磁通量和与原点合并的双极足点的磁通量。我们见证了埃弗谢德流的开始和场倾斜的相关增强,作为单独的半影细丝的形式。在个别半影区形成之前,我们检测到“反”Evershed流的存在。这些流入变成经典的径向Evershed流出稳定的半影段的形式。
Toward a live homogeneous database of solar active regions based on SOHO/MDI and SDO/HMI synoptic magnetograms.II.parameters for solar cycle variability
Improved Measurements of the Sun's Meridional Flow and Torsional Oscillation from Correlation tracking on MDI \& HMI magnetograms
太阳的轴对称流、差动自转和纬向流控制着太阳磁周期的动态,各种方法被用来测量这些流,每种方法都有自己的优缺点。自20世纪70年代以来,已经进行了基于表面磁场的互相关图像的流量测量,这需要能够检测小于太阳图像中像素大小的运动的先进数值技术。我们已经确定了几个系统误差,除了中心到肢体的效果,影响以前的测量这些流量,并提出了数值技术,可以尽量减少这些错误,利用测量的位移在几个时间滞后。我们对欧空局/美国宇航局(ESA/NASA){ \em Solar and Heliospheric Observatory}(SOHO)上的{ \em Michelson Doppler Imager}(MDI)和美国宇航局(NASA){ \em Solar Dynamics Observatory}(SDO)上的{\em Helioseismic and Magnetic Imager}(HMI)的视线磁图进行了分析,显示了1996年至2020年两个太阳黑子周期内纬向流和差旋的长期变化。这些改进的测量可以作为太阳发电机和表面通量传输模拟的重要投入。
Multi-wavelength view of an M2.2 Solar Flare on 26 November 2000
在本文中,我们提出了一个M2.2级太阳耀斑的2000年11月26日从NOAA AR 9236的研究。各种地面观测站(ARIES,Learmonths Solar Observatory)和空间仪器(SOHO,HXRS,GOES)在02:30 UT至04:00 UT的时间间隔内都很好地观测到了耀斑。耀斑起始于长弧形外耀斑带。之后,主耀斑开始与两个主要带。最初,外带开始以平均速率($\sim$ 20 km s $^{-1}$)膨胀,随后显示收缩。耀斑与部分晕日冕物质抛射(CME),其平均速率为495公里/秒$^{-1}$。SOHO/MDI观测表明,活动区为四极磁位形。在耀斑爆发前,观测到耀斑附近的通量抵消现象。我们的分析表明耀斑是由磁爆发机制引发的。
Three Cycles of the Solar Toroidal Magnetic Field and This Peculiar Minimum
利用34年的WSO(Wilcox Solar Observatory)和13年的SOHO/MDI(Michelson Doppler Imager on the Solar and Heliospheric Observatory)磁图,测量了光球磁场的东西向倾角。这一分析表明,全球磁场的大规模环向分量是反对称的赤道周围,并反转方向与通量从一个太阳周期相比,下一个区域。环向场揭示了第24周期在高纬度地区的第一个早期迹象,特别是在北半球,早在2003年WSO数据和2004年MDI数据中就出现了。与之前的周期一样,该特征逐渐向赤道移动。周期重叠,与每个周期相关的模式持续约17年。尽管当前太阳活动极小期的极场明显低于前三个极小期,但环向场模式是相似的。
Prediction of Geoeffective CMEs Using SOHO Images and Deep Learning
New Jersey Institute of Technology(新泽西理工学院);King Saud University(沙特国王大学);Princeton University(普林斯顿大学);Canakkale Onsekiz Mart University(恰纳卡莱奥nekiz马尔特大学)
在宁静太阳的磁图中,平均无符号磁通量密度通常受仪器噪声的影响。由于噪声和太阳磁场模式的标度行为完全不同,因此有可能确定高斯噪声分布的标准差,并从整个15年SOHO/MDI数据集和SDO/HMI磁图的平均无符号通量密度中去除噪声贡献。MDI盘平均无符号垂直通量密度与太阳黑子数之间有非常密切的相关性,回归分析给出了当太阳黑子数为零时的残差水平为2.7G。所选的HMI磁图集跨越太阳活动的最安静阶段,其噪声校正平均通量密度的下限为3.0 G。这些明显与周期无关的水平可以被确定为基础通量密度,这代表了当地发电机可能的通量贡献的上限,但不是其存在的证据。当缩放到Hinode空间分辨率时,3.0 G HMI水平转换为3.5 G,这意味着Hinode在安静区域中总是发现的更高的平均通量密度并不源自当地发电机。对平均无符号磁通密度的贡献几乎完全来自概率密度函数(PDF)的扩展翼,在仅具有基底水平磁通量的HMI磁图的情况下也是如此。这些翼代表间歇性的磁通量。虽然全球发电机似乎占主导地位的磁能谱在所有解决的空间尺度,有迹象表明,从所观察到的汉勒去极化原子线,当地发电机可能占主导地位的频谱在1-10公里及以下的规模。
Analysis of the Coronal Mass Ejections through Axial Field Direction of Solar Filaments and IMF Bz
过去有许多研究认为,磁暴的影响强烈地依赖于日冕物质抛射(CME)磁云部分的方向。Aparna和Martens(2020)使用2007-2017年的Halo-CME数据表明,CME起源位置的细丝的磁场方向可以有效地用于预测地磁风暴的发生。本研究的目的是通过分析1996-2006年的晕-CME数据来扩展他们的调查。灯丝轴向方向的相关性及其相应的Bz特征被用来形成Aparna & Martens之前提出的权利要求的更广泛的推理。本研究利用SOHO EIT 195地磁图、MDI磁象图、KSO和BBSO H $α$图像,以及行星际磁场特征的ACE数据。将所有这些关联起来,我们发现Aparna和Martens研究中的轴向场方向和Bz方向之间相关性的可能性很高的趋势在1996-2006年的数据中也持续存在。