Study of the decay rates of the umbral area of sunspot groups by using a high resolution database
太阳黑子群的产生和衰变是太阳发电机模型的重要组成部分。关于活动区的演化有两种不同类型的研究。一种是基于更少的数据和更高的空间分辨率,另一种是使用更多的数据和更低的空间分辨率。本研究的输入数据允许在空间和时间上都具有高分辨率的调查。SoHO Debrecen太阳黑子数据库(SDD)的时间分辨率为一个半小时,它还可以识别所有单个太阳黑子的位置,面积和磁极。已选定200多个太阳黑子群,它们在太阳盘面上有明显的极大值,并且至少在四天内可以观察到它们的本影面积的减少。衰变率的计算使用两个数据:本影面积和所包含的太阳黑子的数量-这些衰变率计算的总本影面积的太阳黑子群和他们的领导和以下部分。衰减速率具有线性面积依赖性,并且对于后面的部分比对于前面的部分更高。
2020-02-20 astro-ph.SR
The emergence and growth of the flux transport dynamo model of the sunspot cycle
太阳黑子周期是由发电机过程产生的太阳磁场周期。太阳发电机的中心思想是太阳的环向和极向磁场相互维持。我们讨论了相关的观测数据,太阳黑子(这是表现的环向场)和太阳的极向场。我们指出,太阳的差异旋转如何延伸出极向场,主要是在对流区的底部产生的环向场,从那里的部分,这个环向场可能会上升,由于磁浮力产生太阳黑子。在通量输运发电机模型中,倾斜双极黑子对的衰变通过Babcock-Leighton机制产生极向场。在这类模型中,太阳的赤道环流,在太阳表面是极向和赤道的对流区的底部,在磁通量的传输中起着至关重要的作用。我们最后指出,与发电机过程相关的各种随机波动可能在产生太阳黑子周期的不规则性中起着关键作用。
2022-12-30 astro-ph.SR
The formation and decay of sunspot penumbra in Active Region NOAA 12673
为了更好地理解太阳黑子半影的形成和衰变,我们详细研究了NOAA 12673活动区三个区域的太阳黑子演化。这三个区域的黑子演化都涉及到两个磁场系统的相互作用:先存的磁场系统和后现的磁场系统。通过对光球磁场特性的分析,发现半影的形成是由于光球中新出现的磁偶极被捕获而引起的。半影区的磁场由水平向垂直方向的变化可以引起半影区的消失。在黑子的衰变过程中,本影和半影之间的磁场发生了变化,黑子周围的外沟流逐渐减少直至消失。此外,我们还发现在黑子形成过程中,随着半影面积的增大,半影区的平均纵向磁场强度减小,半影区的平均横向磁场强度增大。而在黑子衰减过程中,随着半影面积的减小,半影区的平均纵向磁场强度增大,平均横向磁场强度减小。相比较而言,本影区的横、纵向平均磁场强度与面积的相关性不显著。这些结果揭示了本影和半影的形成和衰减过程是不同的。
2019-10-23 astro-ph.SR
The Decay Process of an α-configuration Sunspot
本研究基于SDO/HMI数据分析了AR NOAA 12411中α-configuration黑子的衰减过程,发现其面积呈高斯衰减、磁通量呈二次衰减,并揭示了半影可能转变为本影的物理机制。
2024-01-11 astro-ph.SR
Discovery of a relation between the decay rate of the Sun's magnetic dipole and the growth rate of the following sunspot cycle: a new precursor for solar cycle prediction
本文发现太阳偶极矩衰减率与后续太阳黑子周上升速率之间的新关系,将其作为瓦尔德迈尔效应的延伸,并据此预测第25太阳周为弱到中等强度、峰值约在2024年。
2023-08-31 astro-ph.SR
Variations of the Internal Asymmetries of Sunspot Groups During their Decay
本研究的目的是显示太阳黑子群衰变过程中的不同不对称性。输入数据的来源是SoHO/MDI-Debrecen数据库(SDD)太阳黑子目录,其中包含1996-2010年时间间隔的磁极性数据。对142个太阳黑子群的选定样本进行了几种类型的不对称性检查。在衰减过程中,超前-跟随不对称性分三个阶段增加,并与尺寸呈线性关系。这也与半球不对称性有关,在衰变期间,面积不对称指数在南半球具有较高的值,这可能是由于在第23周期中南半球的活动水平较高。总的本影面积与本影/半影比率成反比,但与本影衰减速率成正比。在衰变过程中,本影/半影(U/P)比在拖尾部分明显减小,但在大多数情况下,在前导部分也是如此。U/P的变化是本影和半影场深度不同的结果。
2021-11-28 astro-ph.SR
Horizontal flow fields observed in Hinode G-band images III. The decay of a satellite sunspot and the role of magnetic flux removal in flaring
耀斑活动区NOAA 10930提供了一个发展中的三角洲黑子和一个相反极性的衰变卫星黑子。本研究的目的是描述卫星太阳黑子的光度衰减及其周围光球和色球水平自行的演变。我们应用当地的相关跟踪技术,以16小时的时间序列的日出G波段和CAIIH图像和研究的水平自行在附近的卫星太阳黑子在2006年12月7日。解相关时间计算,以衡量强度和流量图中的太阳功能的寿命。我们观察到剪切流在卫星太阳黑子的主要本影核心。一旦半影消失,这些流动就消失了。这种缓慢的半影衰变在11小时内的平均速率为152 Mm 2/天。从自相关分析得到的强度特征的典型寿命对于颗粒化为3- 5分钟,对于G带亮点为25- 3 - 5分钟,对于半影、阴影和孔为200- 235分钟。长寿命强度特征(即,主要的本影核心)与黑子北部的长期流动特征无关,在那里,通量消失、缓慢衰减的半影和高达1公里/秒的持续水平流动都有助于黑子的侵蚀。最后,磁场拓扑结构的重组是一个同源的M2.0耀斑的原因,它与前一天的X6.5耀斑有许多共同的特征。尽管三角洲斑点在耀斑中的突出作用,我们得出结论的基础上,卫星黑子的分解,周围流场的演变,和M2.0耀斑的时间,消失的磁通量在衰变的卫星黑子中发挥了工具性的作用,触发同源M2.0耀斑和一个小的H α灯丝的爆发。
2012-07-26 astro-ph.SR
Numerical simulations of sunspot decay: On the penumbra -- Evershed flow -- moat flow connection
我们提出了一系列高分辨率的太阳黑子模拟,涵盖了长达100小时的时间跨度。模拟区域在光球层下约18 μ m,水平方向约98 μ m.我们使用开放的边界条件,不保持初始场结构对对流运动驱动的衰减。我们考虑两种设置:一个带半影的太阳黑子模拟,和一个“裸斑”模拟,其中我们通过改变磁顶边界条件在20小时后去除了半影。虽然太阳黑子的Evershed流出速度为3-4 km/s,但裸斑周围的流入速度为1-2 km/s。然而,这两个点都被更大规模的外流所包围,光球中的流速为100米/秒。虽然太阳黑子在3-4天的模拟时间跨度内具有几乎恒定的磁通量含量,但裸斑以$10^{21}$ Mx/天的速率稳定地衰减。一个下降流填充因子减少的区域,对太阳黑子来说更延伸,包围着两个黑子。下降流的缺乏扰乱了上升流/下降流的质量通量平衡,并导致一个大规模的径向翻转流系统,该流的光球分量是可观察到的护城河流。下降流填充因子的减小还抑制了磁场在斑点附近的浸没,这使它们稳定以防衰减。虽然这种效应在两个黑子中都存在,但在太阳黑子中更为明显,并解释了几乎静止的磁通量含量。
2015-11-04 astro-ph.SR
The Decay of Two Adjacent Sunspots Associated with Moving Magnetic Features
研究观测了NOAA Active Region 13023中两个相邻黑子的衰减过程,发现垂直磁场的移动磁特征(V-MMFs)与黑子解体密切相关,且间隙中的MMFs可能直接起源于黑子本影。
2024-01-07 astro-ph.SR
Temporal Evolution of Sunspot Areas and Estimation of Related Plasma Flows
太阳动力学观测台(SDO)等正在进行的飞行任务提供的信息量越来越多,这对理解太阳黑子的内部结构及其如何随时间演变等基本问题构成了巨大挑战。在这里,我们利用新的数据做出贡献,以更好地了解太阳黑子,本影和半影的单独增长和衰变。本文利用SDO日震磁像仪观测到的太阳黑子本影和半影的面积,通过对它们的强度图的分析,计算了NOAA 11117、NOAA 11428、NOAA 11429和NOAA 11430活动区的增长率和衰减率。提出了一个简化的数值模型的衰变阶段,从而经验的无旋和均匀收敛的水平速度场与轴对称和高度不变的磁场相互作用,再现了大尺度的功能,更复杂的对流内观察到的太阳黑子。
2013-10-27 astro-ph.SR
Estimation of the lifetime of slow-decaying unipolar active regions in the framework of the turbulent erosion model
本研究在湍流侵蚀模型框架下分析慢衰减单极太阳黑子,发现其磁结构半径恒定减小支持该模型,但部分案例衰减速度过低导致寿命和面积高估,并探讨了其他可能机制。
2024-03-07 astro-ph.SR
Magnetic properties of the umbral boundary during sunspot decay. Comparative study of multiple datasets
本研究利用Hinode/SP和SDO/HMI的多组观测数据,对比分析了衰减期太阳黑子本影-半影边界的磁特性与连续谱强度差异,揭示了本影两阶段衰减规律及3.5小时的场消散滞后,解释了过往研究的数值差异。
2024-06-21 astro-ph.SR
Evolution of the flow field in decaying active regions II. Converging flows at the periphery of naked spots
在以前的工作中,我们研究了太阳黑子衰变过程中黑子周围流场的演化,并将其与超颗粒细胞流场进行了比较。太阳黑子的衰变是随着它与周围环境的相互作用而进行的。这通过在衰减点周围的流场中观察到的变化来证明。我们现在详细研究同一样本的太阳黑子的直接周边的流场的演变,旨在提供一个完整的图片中存在的太阳黑子细胞的大规模流动的作用。我们分析了太阳动力学天文台(SDO)上的日震和磁成像仪(HMI)观测获得的太阳黑子的水平速度剖面。我们跟随它们在太阳盘上的演化,从稳定阶段到衰变和最终消失。我们发现两种不同的情况下,在其衰减的最后阶段的一个点周围的流动区域的演变:(i)要么流动细胞内爆,并在周围的超颗粒的作用下消失,或(ii)它的寿命超过现场。在后一种情况下,在最靠近剩余裸点的附近,形成了一个朝向该裸点的向内流动,随后是进一步向外的流出。这些发现提供了观测证据的理论预测的现实磁流体动力学(MHD)的太阳黑子和护城河地区的模拟。埃弗谢德流和护城河流都与太阳黑子中成熟的太阳黑子有关,当半影衰变时,它们就消失了。护城河流下降为超颗粒流。斑点细胞的最终命运取决于它与周围的超颗粒细胞的相互作用。在非内爆点细胞的情况下,剩余的裸点发展出由辐射冷却驱动的会聚流入和其周边颗粒的几何排列,这与在孔中观察到的相似。
2022-08-30 astro-ph.SR
Properties of a Decaying Sunspot
特内里费岛的真空塔望远镜和日本的日之出卫星观测到了一个小的正在衰减的太阳黑子。我们获得了全斯托克斯扫描在几个波长覆盖不同高度的太阳大气。来自Hinode和太阳动力学天文台(SDO)的成像时间序列完成了我们的数据集。这个点被护城河流包围着,在半影已经消失的那一边,护城河流也一直存在。在靠近该点的地方,我们发现了一个色球位置,其下行流超过10 km/s,而没有光球对应物。磁场强度的垂直分量的高度依赖性是确定在两个不同的方式,产生不同的结果,在以前的调查。这种差异在我们目前的数据中仍然存在,但并不像过去那么明显。
2013-01-08 astro-ph.SR
Horizontal flow fields observed in Hinode G-band images II. Flow fields in the final stages of sunspot decay
我们提出了一个子集的多波长观测获得的日本日出任务,太阳动力学天文台(SDO),真空塔望远镜(VTT)在天文台德尔泰德,特内里费岛,西班牙在2010年11月18日至23日的时间段。水平自行来自G-波段和钙II H图像,而视线速度从VTT Echelle H-α 656.28 nm光谱和Fe I 630.25 nm光谱数据的Hinode/光谱偏振仪,这也提供了三维磁场信息。SDO上的日震和磁成像仪提供了连续图像和视线磁图,作为对活动区整个磁盘通道进行高分辨率观测的背景。我们对衰变太阳黑子内部和周围的光球和色球流场进行了定量研究。在活动区NOAA 11126的一个尾随太阳黑子中,我们观察到护城河流和移动磁特征(MMF),即使在其半影衰减之后。我们还注意到这个小孔周围有一个超半影结构。从斑点到斑点周围的超颗粒细胞的边界,MMF遵循明确的放射状路径。相比之下,另一个太阳黑子附近的通量出现阻止了它建立这种有序的流动模式,甚至可以在直径仅为2微米的小孔周围观察到这种流动模式。在太阳黑子/气孔消失后,一个异常颗粒的连贯补丁仍然存在于它们的位置,其特征是更均匀的水平自行,低散度值和减少光球多普勒速度。因此,这一区域与肉芽组织和其他被G波段亮点覆盖的区域有很大不同。我们的结论是,这种特殊的流动模式是一个签名的太阳黑子衰变和分散的磁通量。
2011-12-07 astro-ph.SR
Solar cycle variations in the growth and decay of sunspot groups
我们分析了格林威治(1874-1976)和太阳光学观测站网络(1977-2011)关于太阳黑子群的数据。光斑群面积的日变化率是利用光斑群在其生命期内任何连续两天的观测历元之间的差异以及光斑群在这些历元的校正后的整个光斑面积之间的差异来计算的。光斑群面积日变化率的正/负值代表光斑群的增长/衰减率。我们发现,在一个给定的时间间隔(比如一年)内,生命时间>或= 2天的黑子群的增长和衰减总量与同一时间间隔内的活动量密切相关。我们还发现,在对应的连续日的第一天,黑子群的衰减率和面积的对数值之间存在相当好的相关性和近似线性关系,这在很大程度上表明大/小面积(磁通量)以较快/较慢的速率减小。线性关系的斜率存在长期变化(约90年)。黑子群衰变的太阳周期变化可能与相应的太阳高能现象如太阳耀斑活动的变化有很强的关系。黑子群的衰变也可能对太阳总辐照度和太阳活动变化之间的相干关系有重要贡献。
2011-11-14 astro-ph.SR
Magnetic Flux Emergence and Decay Rates for Preceder and Follower Sunspots Observed with HMI
我们使用空间天气日震磁成像仪活动区域补丁数据量化了2010-2014年10个活动区域内的前导(p)和跟随(f)太阳黑子的出现和衰减率。太阳黑子是小到中等大小的区域,并且在$(1.1-6.5)\times 10^{21}$ Mx的单极太阳黑子内包含有符号的通量。包括谱斑在内的区域内的净无符号通量范围为$(5.1-20)\times 10^{21}$ Mx.计算速率时有和没有强度等值线,以区分太阳黑子的形成和通量的出现。用强度等值线计算的p(f)斑点的符号通量出现率平均为$6.8$(4.9)$\times 10^{19}$ Mx h $^{-1}$,而衰变率为$-1.9 (-3.4)\times 10^{19}$ Mx h $^{-1}$。对于平均峰值通量为$5.9 \times 10^{21}$ Mx的区域(包括谱斑),平均带符号通量出现率为$7.1 \times 10^{19}$ Mx h $^{-1}$。使用这些结果和其他先前报道的合成,有一个明显的趋势,较大的通量区域出现的速度比较小的。观察到的出苗率($dϕ/dt$,Mx h $^{-1}$)量表,总有符号峰值通量$\tildeϕ_{max}$为幂律,指数为0.36,即,$dϕ/dt = A \tildeϕ_{max}^{0.36}$。观察到的速率可能有助于约束模拟中的边界和初始条件,这些模拟已经证明了具有较高浮力和扭曲的通量…
2017-05-05 astro-ph.SR
Sunspot Group Development in High Resolution
太阳和日光层观测/迈克尔逊多普勒成像仪-德布勒森数据太阳黑子目录提供了一个机会,可以在大量统计样本上研究太阳黑子群的详细情况和发展。SDD数据允许,特别是,差分研究的领先和以下部分的时间分辨率为1.5小时。在这项研究中,我们分析了太阳黑子群的平衡距离,以及这个距离的演变在整个生命周期的群体和经度的变化与这些群体。我们还研究了领先和跟随部分的紧凑性之间的不对称性,以及太阳黑子群面积发展的时间剖面。发现有源区面积最大时,有源区总面积与其前后部分的距离之间存在对数关系。在发展阶段,领先的部分向前移动;这在较大的AR中更为明显。在发展阶段的大多数情况下,领先部分具有比落后部分更高的增长率。黑子群的增长率与其最大总本影面积成线性关系。在致密性方面存在不对称性:在最大相位处,在前导部分,斑点的数量趋于较小,而它们的平均面积较大。
2013-09-06 astro-ph.SR
Time-dependent properties of sunspot groups -- I. Lifetime and asymmetric evolution
目的。在本文中,我们的目标是研究太阳黑子群面积的时间依赖性在一个大样本组成的各种数据库跨越130年,使用国家的最先进的统计方法。方法.对于一个精心挑选的,但无偏见的样本,我们使用贝叶斯建模,以适应时间的演变相结合的阴影和半影面积的斑点组与偏态正常的功能,以确定存在的任何不对称斑点的增长或衰减。我们的主要选择标准保证只有具有明确定义的最大面积的斑点组才被考虑。我们还分析了由此产生的模型参数的协方差及其与太阳黑子和正在进行的太阳周期的物理参数的相关性。结果我们的研究结果表明,观测良好的太阳黑子群的时间演化,达到至少50百万分之一的太阳半球(MSH)在其最大值可以惊人地适合我们的模型。此外,我们表现出显着的不对称性-所描述的拟合曲线的偏斜参数-分析太阳黑子群的生长和衰减阶段之间。此外,我们还发现,太阳黑子群的最大面积和它们的半球纬度与斜参数的值之间存在弱的相关性。
2021-06-09 astro-ph.SR
Study of sunspot group morphological variations leading to flaring events
人们普遍认为,耀斑发生的最可能的地点是活动区中水平磁场梯度高的位置。而不是磁图,目前的工作检查这一假设,通过使用太阳黑子的数据,有针对性的现象是耀斑前的行为的强烈水平梯度的磁场在耀斑的位置。这项工作的经验基础是SDD(SOHO/MDI-Debrecen太阳黑子数据)太阳黑子目录。对两个活动区和五个X耀斑进行了个案研究,以寻找可能的耀斑前特征。结果表明,水平磁场梯度的增长速度、最大值、最大值后的下降速度和起伏速度等特征对耀斑的预报是有希望的。
2014-01-09 astro-ph.SR
Sunspot Structure
太阳黑子在本影和半影中包含多个小尺度结构。尽管在前日出时代对这个问题进行了广泛的研究,但关于太阳黑子的精细结构的多个问题,它们的形成,演化和衰变仍然是开放的。其中几个问题建议由Hinode(SOT)处理。在这里,我们回顾了一些成就,了解太阳黑子结构的Hinode在其第一个10年的成功运作。在对太阳黑子结构的最新认识进行了简要总结和更新,并描述了Hinode对此的贡献之后,我们还讨论了未来的方向。这是一篇关于日出在前10年所取得成就的长篇评论文章的一部分。
2018-10-17 astro-ph.SR
High-resolution imaging and near-infrared spectroscopy of penumbral decay
结合高分辨率分光偏振和成像数据是理解太阳黑子衰变过程的关键,因为它使我们能够仔细检查太阳黑子及其周围环境的速度和磁场。活动区NOAA 12597于2016年9月24日使用1.5米的GREGOR太阳望远镜使用高空间分辨率成像以及成像光谱学和近红外(NIR)光谱偏振法进行观测。水平自行估计与LCT,而LOS速度计算与谱线拟合方法。用SIR码对Si I和Ca I近红外谱线的磁场性质进行了推断。在格里戈尔观测的时候,领先的太阳黑子有两个光桥,表明它开始衰变。其中一座光桥消失了,在它的边缘,一个细长的黑暗阴影核心出现在一个腐烂的半影扇区中,面对着新出现的通量。该半影区的流动和磁场特性表现出弱Evershed流、护城河流和水平磁场。与细长阴影核心相邻的半影间隙和半影扇区中的半影显示出与肉芽相似的LOS速度。一个新的通量系统的分离极性与已经建立的活动区的领先和中心部分相互作用。因此,在12小时内,领先的光点顺时针旋转了55度。在对一个衰变黑子的高分辨率观测中,面对通量出现点的半影细丝包含一个暗区,类似于充满本影点的本影核。这个本影核心的速度和磁场特性与太阳黑子本影相似。这意味着,水平的磁场在衰减半影成为垂直的耀斑引起的快速半影衰变中观察到的,但在一个非常不同的时间尺度。
2018-01-11 astro-ph.SR
On the (in)stability of sunspots
太阳黑子的稳定性是太阳磁学领域长期以来未解决的难题之一。我们研究的影响,不稳定和稳定的模拟太阳黑子在对流区上部的通量管。分析了槽纹不稳定性、浮力和时间尺度对通量管深度变化的影响。用MURaM程序进行了模拟计算。该域具有98 Mm x 98 Mm的横向延伸,并在太阳表面以下延伸近18 Mm。30小时的分析数据集显示,太阳表面有一个稳定的太阳黑子。通过对通量管周长和面积的相对变化进行线性稳定性分析,研究了通量管在水平层中的演化。我们发现,沿通量管的周边,收益最快的深度约8毫米以下的表面。朝向表面和朝向更深的层,致密性的降低被阻尼。从稳定性分析,我们发现,在2毫米的深度以上,太阳黑子是稳定的浮力。由于凹槽的不稳定性,斑点在约3 μ m的深度处最不稳定。太阳表面黑子的稳定性通过磁张力影响深层磁力线的行为。因此,凹槽不稳定性在大约3微米的深度处被阻尼,并且致密性的降低在大约8微米的深度处最强。磁场的更垂直取向和更长的对流时间尺度减缓了在深度超过10微米的层中的凹槽过程。在表面下方形成的无场等离子体的大侵入体使太阳黑子不稳定,并最终导致太阳黑子的分裂和衰减。这一过程在太阳表面是不可见的,因为太阳黑子是靠浮力稳定下来的。太阳黑子衰减的开始发生在更深的层,而太阳黑子在光球层中似乎仍然稳定。
2021-03-21 astro-ph.SR
Gradual Magnetic Evolution of Sunspot Structure and Filament-Corona Dynamics Associated with the X1.8 Flare in AR 11283
在本文中,我们提出了一个持续的和逐渐的半影衰减和相关的光球横向场分量下降在2011年9月7日的大耀斑(X1.8)爆发前10-20小时的研究。这种长期的喷发前行为与成像良好的耀斑前灯丝上升,覆盖灯丝的日冕弧的持续扩张以及文献中的NLFFF建模结果相证实。我们认为,耀斑前的长期半影衰减和横向场下降都是日冕磁绳系统逐渐上升的光球表现。我们还认为,C3耀斑和随后的重联过程之前的X1.8耀斑发挥了重要作用,触发后来的大喷发。
2015-09-15 astro-ph.SR
Long-term temporal variations in the areas of sunspot groups
最近,我们分析了1874-2011年期间格林威治和太阳光学观测网络(SOON)太阳黑子群的数据,并研究了小,大和大太阳黑子群的年度数量变化。在这里,该分析被扩展并且研究了上述三类太阳黑子群的平均最大尺寸(最大面积的平均值)的变化以及它们的组合。结果表明,任何一类太阳黑子群的平均最大尺寸与国际太阳黑子数(Rz)之间没有显著的相关性,这可能是由于在给定的时间间隔内,小黑子群/黑子的数量多于大黑子群/黑子。在一个太阳活动周中,大黑子群和大黑子群的平均最大尺寸的变化具有近似9年的周期。在长时间尺度上,发现小黑子群平均大小的变化存在130年以上的强周期,而大黑子群和大黑子群平均最大大小的变化则暗示存在44年左右的周期。在第23周的衰退阶段,非常小的太阳黑子群(最大面积AM ≤ 37 msh)非常稀少,这可能与这一时期太阳黑子群的缓慢增长有关。在第23和24周之间的极小期,可能是由于AM > 37 msh的小黑子群比AM ≤ 37 msh的大,在低纬度地区存在相对较大的冕洞,太阳总辐照度很低。
2013-07-26 astro-ph.SR
Variation rate of sunspot area
磁场通过光球层的出现有多种表现形式,太阳黑子就是其中最突出的例子。研究太阳黑子的结构和演化最相关的一个性质是太阳黑子面积:总面积、本影面积或半影面积。最近,Schlichenmaier等人(2010年)研究了活动区(AR)NOAA 11024的演变,得出的结论是,在半影形成期间,本影面积保持不变,总黑子面积的增加完全是由半影增长引起的。在本报告中,首先测试了Schlichenmaier的结论,调查了四种不同AR的演变。利用太阳动力学天文台的日震和磁成像仪(HMI)图像中的数百幅强度图图像,分别描述了上述AR的面积演变,并估计了本影和半影面积的增加和减少率。一个简单的磁流体动力学模型,然后尝试性地使用在第一近似解释所观察到的结果。
2012-11-29 astro-ph.SR
Lifetimes and Emergence/Decay Rates of Star Spots on Solar-type Stars Estimated by Kepler Data in Comparison with Those of Sunspots
活动太阳型恒星的亮度变化具有很大的准周期性,这种变化是由恒星带着星斑自转引起的,并且随着星斑的出现和衰减,亮度变化的幅度也会发生变化。开普勒望远镜的数据适合于研究恒星黑子的出现和衰变过程,这对于理解恒星发电机和恒星耀斑是很重要的。在这项研究中,我们用开普勒数据通过跟踪光变曲线的局部极小值来测量星斑面积的时间演化。在这项分析中,我们提取的时间演化的恒星斑点显示出清晰的出现和衰减,而不受恒星的差异旋转。我们将这种方法应用于开普勒观测到的5356颗活动太阳型恒星,获得了56个独立星点的时间演化。我们计算的寿命,出现和衰变率的星点面积的时间演变。结果发现,当黑子面积($A$)占太阳半球的0.1- 2.3%时,黑子的寿命($T$)在10 - 350天之间。与太阳黑子的寿命进行了比较,发现星斑的寿命比太阳黑子的经验关系式($T\propto A$)推算出的寿命短得多,但与其他关于星斑寿命的研究结果一致。恒星黑子的出现和衰减速率通常是$5 \times 10^{20}$ $\rm Mx\cdot h^{-1}$($8$ $\rm MSH\cdot h^{-1}$),面积占太阳半球的0.1%-2.3%,并且与太阳黑子的预期基本一致,这可能表明相同的基本过程。
2018-11-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Sunspot areas and tilt angles for solar cycles 7-10
将太阳活动周期的性质的知识延伸到过去对于理解太阳发电机是至关重要的。本文旨在估计Schwabe在1825-1867年观测到的太阳黑子面积,并计算黑子群的倾角。Schwabe的图中的太阳黑子大小不是按比例的,需要转换成实际的太阳黑子面积。我们采用了一种统计方法,假设太阳黑子的面积分布在19世纪与20世纪相同。获得了施瓦贝观测到的大约130,000个太阳黑子的本影面积,以及假设它们是双极的太阳黑子群的倾斜角。当然,在观测中没有极性信息。年平均太阳黑子面积与太阳黑子数有合理的相关性。我们得出了一个平均倾斜角,试图排除单极组与最小的分离的两个所谓的极性和离群拒绝方法,遵循每个组的演变,并检测到它变成单极在其衰减的时刻。因此,倾斜角虽然显示出相当大的分散性,但将领先的极性平均放置在5.85+-0.25更接近赤道的位置,与20世纪数据集获得的倾斜角非常一致。倾斜角确定的不确定性的来源进行了讨论,并需要加以解决时,不同的数据集相结合。太阳黑子面积和倾角数据在线提供。
2015-08-31 astro-ph.SR
Transition to a weaker Sun: Changes in the solar atmosphere during the decay of the Modern Maximum
本研究针对现代极大期衰减中太阳黑子数与10.7厘米射电流量关系的争议,通过多波长射电流量等参数分析,证实关系变化源于太阳大气物理变化,为该时期太阳磁场与大气结构变化提供证据。
2024-03-12 astro-ph.SR
Tilt Angle and Footpoint Separation of Small and Large Bipolar Sunspot Regions Observed with HMI
我们调查了双极太阳黑子区域,以及在出现和衰退期间倾斜角和足迹分离是如何变化的。太阳动力学观测台上的日震和磁成像仪以高于历史记录的节奏收集数据,并允许对区域的生命周期进行详细分析。我们采样的本影倾斜角,足点分离,和本影面积的235双极太阳黑子地区的日震和磁成像仪-德布勒森数据(HMIDD)与每小时的节奏。我们使用本影面积达到峰值的时间作为零时间来区分每个区域的出现和衰退期,并且我们将对倾斜和分离行为随时间的分析限制在零时间的+/-96小时内。矩形演化对于具有小(~30 MSH)、中等(~50 MSH)和大(~110 MSH)最大阴影区域的区域是明显不同的,45和90 MSH是分离组的有用划分。在峰值阴影区域,我们确定了小(7.6度)、中等(5.9度)和大(9.3度)区域的中位倾斜角。在+/-48小时内的时间的峰值阴影区,大区域的倾斜角稳步增加,中型地区几乎是恒定的,和小区域显示出证据的负倾斜在出现。对于大约40至70 Mm的所有区域,足点分离的增长期发生在72小时内。最小的双极(< 9 MSH)是离群值,因为它们不遵守乔伊定律,并且具有小得多的足点分离。我们证实了Munoz-Jaramillo等人(2015)的结果,即太阳黑子似乎是两个不同的种群。
2016-02-12 astro-ph.SR
The umbra-penumbra area ratio of sunspots during the Maunder Minimum
蒙德极小期(Maunder Minimum,MM)是发生在1645年至1715年之间的一段较长的太阳活动低时期。这个时期太阳活动的真实水平仍然是一个有争议的问题。为了比较太阳活动在MM与其他时代,我们已经评估了本影-半影面积比(U/P以下)在MM。因此,我们分析了196个太阳黑子图纸,包括48个不同的太阳黑子观察期间1660年至1709年。从出现频率分布获得的比率的众数值位于0.15和0.25之间。此外,中值和平均值分别等于0.24 \pm 0.07和0.27 \pm 0.08,具有sigma削波。这些结果与最近使用更现代数据的研究一致。更高的U/P值意味着更快的太阳黑子衰减速率。根据我们的结果,在蒙德极小期几乎没有太阳黑子不能用U/P的变化来解释,因为这项工作中获得的比值与其他时期的值相似。
2018-09-23 astro-ph.SR
Kodaikanal Digitized White-light Data Archive (1921-2011): Analysis of various solar cycle features
太阳黑子的长期观测是了解和预测太阳活动及其对空间天气影响的关键,而一致性观测对长期变化研究至关重要,但由于观测站的不断更新和修改,通常无法获得一致性观测。我们提出了一个为期90年的持续观测在Kodaikanal天文台在印度获得的数据。我们使用一种先进的半自动算法来检测太阳黑子形成每个校准的白光图像。得出每个被探测到的太阳黑子的面积、经度和纬度。在此类研究中,半自动化方法的实施是非常必要的,因为它最大限度地减少了检测过程中的人为偏倚。从Kodaikanal获得的日、月和年太阳黑子面积变化与格林威治太阳黑子面积数据进行了比较。我们发现一个指数衰减分布的每个太阳活动周期的个人太阳黑子面积。分析所检测到的太阳黑子的纬度分布的直方图,我们发现高斯分布,在两个半球,在$\sim$ 15 $^{\circ}$纬度的中心。对于特定的周期,两个半球的高斯分布的高度是不同的。使用我们的数据,我们显示了明确的Waldmeier效应的存在下,相关的上升时间与周期振幅。利用小波分析,我们探讨了太阳黑子面积时间序列中不同时间尺度的不同周期性。
2016-12-26 astro-ph.SR
Toroidal flux loss due to flux emergence explains why solar cycles rise differently but decay in a similar way
太阳活动周期的一个显著特征是,在开始时,太阳黑子出现在中纬度地区,随着时间的推移,出现的纬度向赤道迁移。太阳黑子数目)随著太阳活动周期的不同而变化。在强太阳活动周期中,太阳活动开始较早,而且在纬度较高的地区,太阳黑子的分布范围较弱太阳活动周期为广。太阳黑子带的活动性和宽度迅速增加,当黑子带仍处于高纬度时开始下降。令人惊奇的是,据报告,在周期的后期阶段,(太阳黑子数)以及蝴蝶翅膀的宽度和中心都具有相同的统计特性,与周期在其上升和最大阶段的强度无关。Leighton型发电机模型,并表明,通过磁浮力的通量损失是太阳发电机中的一个基本的非线性。我们的研究表明,如果通量的出现变得有效,对流区下部的平均场强为$10^4$ ~G量级。
2022-10-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Penumbral decay observed in active region NOAA 12585
导致太阳黑子半影衰变的物理条件迄今为止知之甚少。我们调查的光球磁场和速度的太阳黑子半影在衰变阶段的属性,以推进目前的知识,导致这一过程的条件。2016年9月4日和5日,瑞典1米太阳望远镜的CRISP仪器在活动区域NOAA 12585观测到半影衰变。在这些天里,全斯托克斯光谱偏振扫描沿Fe I 630 nm线对获得超过一个小时。我们用VFISV代码反演了这些观测结果,以获得磁场和速度特性的演化。我们用太阳动力学天文台和Hinode太空任务上的仪器数据补充了这项研究。所研究的半影在时间和空间上都逐渐消失。磁通量的演变似乎与移动磁特征(MMF)的存在有关。观察到Stokes V信号下降。即使在半影区消失后,也检测到了Evershed流和水平场。分析的半影衰变似乎是由于相反的极性字段之间的相互作用,在III型的MMFs和半影,而存在的覆盖檐篷规则的演变在不同的半影部门。
2021-06-09 astro-ph.SR
Variation of the sunspot area during the rising and declining phases of the solar cycle supports the toroidal flux loss due to flux emergence
Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University)(印度理工大学(贝拿勒斯印度教大学));National Institute of Science Education and Research(国家科学教育与研究机构)
太阳黑子面积在上升和下降阶段的变化支持由于磁通量浮现导致的环形磁通量损失理论,解释了太阳活动上升和衰减的差异。
2026-02-06 astro-ph.IM astro-ph.SR
Solar Cycle Propagation, Memory, and Prediction: Insights from a Century of Magnetic Proxies
太阳活动周期及其相关的磁场活动是行星际环境和地球高层大气变化(通常称为空间天气)的主要驱动力。这些变化对天基资产的寿命有直接影响,并可能对空间中的宇航员造成危险。近年来,一直在努力开发准确的太阳活动周期预测(目的是预测空间天气的长期演变),导致对太阳活动周期24的振幅进行了近百次广泛的预测。造成这种分歧的一个主要原因是缺乏涵盖太阳磁场不同组成部分的直接长期数据库(环形与环形)。极向的)。在这里,我们使用太阳黑子面积和极地光斑测量跨越整整一个世纪(作为我们的环形和极向场代理),研究太阳周期的传播,记忆和预测。我们的研究结果证实了预测的基础上,极磁场,而我们发现太阳黑子面积是不相关的周期振幅,除非乘以面积加权平均倾斜。这表明,倾斜和太阳黑子面积的联合同化比单独的太阳黑子面积是一个更好的选择(目的是预测周期),并增加了支持活动区出现和衰减作为极向场产生的主要机制(即巴布科克-莱顿机制)的证据。最后,通过研究我们的极面和环面代理在多个周期之间的相关性,我们发现太阳周期记忆仅限于一个周期。
2013-04-10 astro-ph.SR