We use images of high spatial and temporal resolution, obtained with the Rapid Oscillations in the Solar Atmosphere instrument at the Dunn Solar Telescope, to reveal how the generation of transverse waves in Type I spicules is a direct result of longitudinal oscillations occurring in the photosphere. Here we show how pressure oscillations, with periodicities in the range 130 - 440 s, manifest in small-scale photospheric magnetic bright points, and generate kink waves in the Sun's outer atmosphere with transverse velocities approaching the local sound speed. Through comparison of our observations with advanced two-dimensional magneto-hydrodynamic simulations, we provide evidence for how magnetoacoustic oscillations, generated at the solar surface, funnel upwards along Type I spicule structures, before undergoing longitudinal-to-transverse mode conversion into waves at twice the initial driving frequency. The resulting kink modes are visible in chromospheric plasma, with periodicities of 65 -220 s, and amplitudes often exceeding 400 km. A sausage mode oscillation also arises as a consequence of the photospheric driver, which is visible in both simulated and observational time series. We conclude that the mode conversion and period modification is a direct consequence of the 90 degree phase shift encompassing opposite sides of the photospheric driver. The chromospheric energy flux of these waves are estimated to be approximately 300,000 W/m^2, which indicates that they are sufficiently energetic to accelerate the solar wind and heat the localized corona to its multi-million degree temperatures.
Spicules Intensity Oscillations in SOT/HINODE Observations
目标。利用HINODE/SOT的观测资料,研究了平静太阳、活动太阳和活动区太阳针状体强度随太阳边缘高度增加的相干振荡。直到过渡区的相干性的存在强化了通过能量传输和光球振荡进行日冕加热和太阳风的理论。方法.使用的时间序列从HINODE/SOT在Ca II H线,我们调查的振荡强度分布在不同高度以上的太阳翼。我们使用傅立叶和小波分析来测量在高度处的强度的主频峰,以及在两个特定高度处的振荡之间的相位差,以找到振荡的相干性的证据。最后,根据不同高度针状体的密度值,计算出针状体在能量平衡时所输送的能量和质量。为了扩展这项工作,我们还可以考虑在不同纬度的相干振荡,并建议研究可能从其他卫星的观测中获得的振荡。
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。
Multi-thermal dynamics and transverse oscillations of solar spicules revealed by coordinated SST, IRIS, and SDO observations
Physical Research Laboratory(物理研究实验室);Udaipur Solar Observatory, Physical Research Laboratory(乌代浦尔太阳观测站,物理研究实验室);Indian Institute of Technology, Gandhinagar(甘地纳加尔印度理工学院);Rosseland Centre for Solar Physics, University of Oslo(奥斯陆大学罗斯兰太阳物理中心);Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo(奥斯陆大学理论天体物理研究所)
Observation of kink waves and their reconnection-like origin in solar spicules
我们分析了太阳翼上的Hinode/SOT获得的Ca II H线的时间序列。我们跟踪了三个沿针状体向上传播的扭折波及其尖点处的倒Y形结构的情况,时距分析表明针状体轴在距光球不同高度处发生了准周期横向位移。横向位移的平均周期为~ 175 s,平均振幅为1弧秒。振荡周期随高度线性增加,这可以被视为针状物作为低通滤波器工作并且仅允许低频向更高高度传播的特征。由于密度的降低,振荡幅度随高度增加。相速度先增大后减小,这可能与骨针基底处的小尺度重联有关。我们的结论是,针状体轴的横向位移可以与扭折波沿其传播。此外,我们观察到的小尺度磁重联的尖端针状可能激发扭结波的签名。
太阳翼和盘骨针的准周期运动已经报道了很长时间,强烈暗示它们是振荡的。为了澄清这一现象的起源,并可能解释某些由重叠效应引起的太阳翼和盘针状体的准周期回归现象,我们提出了一个假设针状体位置准随机的模拟模型。我们还允许一组具有不同物理性质(如:高度,寿命和倾斜角度,如由单个针状体所示)的针状体随机发生。三个不同的空间分辨率的相应帧的模拟结果,也为不同的数量密度的针状体,进行了分析。小波时频分析方法被用来获得针状物可见性的精确周期。结果进行了比较的色球观测i/过渡区和日冕探测器(TRACE)的过滤图在1600埃,ii/太阳光学望远镜(SOT)的日出采取的Ca II H-线和iii/Sac-Peak邓恩的VTT采取的Hα线。我们的研究结果表明,在解释骨针图像序列中出现重叠时,需要谨慎,即;当空间分辨率不足以分辨针状体的各个成分时。
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)
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。
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。
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)
A New Type of Jets in a Polar Limb of Solar Coronal Hole
在\textit{Hinode}上太阳光学望远镜的Ca II滤波图中发现了冕洞极肢中的一种新型色球喷流。我们确定了30个喷气式飞机在钙II电影的持续时间为53分钟。在其最大高度的平均速率被发现是132 $\pm$ 44公里秒$^{-1}$范围从57公里秒$^{-1}$到264公里秒$^{-1}$沿传播方向。平均寿命为20 $\pm$ 6,范围为11秒至36秒。射流的速度和寿命位于II型针状体确定的这些参数的尾端,因此意味着一种新类型的射流。为了确认这些射流是否不同于传统的针状体,我们构建了一个时间-高度图像平均水平区域1 $\arcsec$,并计算滞后的互相关强度分布在每个高度与2微米的强度。从这个,我们得到了一个互相关映射作为滞后和高度的函数。我们发现,作为滞后时间的函数的相关曲线很好地拟合成三个不同的高斯函数,其滞后时间的标准偏差为193秒,42秒,和17秒。相应的传播速度分别计算为9 km s $^{-1}$、67 km s $^{-1}$和121 km s $^{-1}$。前两个分量的运动学性质似乎对应于3分钟振荡和II型针状体,而后一个分量对应于本文所讨论的喷流。
Energy and mass transport associated with impulsive spicular flows in solar coronal holes
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院云南天文台);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Indian Institute of Astrophysics(印度天体物理研究所);University of Sheffield(谢菲尔德大学);Eötvös Loránd University(罗兰大学)
On the astronomical origin of the Hallstatt oscillation found in radiocarbon and climate records throughout the Holocene
在宇宙源放射性同位素(C-14和Be-10)和整个全新世的古气候记录中发现了一个周期约为2100-2500年的振荡,即哈尔施塔特周期。在这里,我们展示了这个周期的天文起源。也就是说,这种振荡是相干的主要稳定共振涉及四个类木行星-木星,土星,天王星和海王星-其周期为p=2318年。哈尔施塔特周期可能来自于太阳系盘圆度的节律性变化,假设这种动态最终可以调节太阳风,从而调节入射宇宙射线通量和/或地月系统周围的行星际/宇宙尘浓度。行星质量中心(PMC)相对于太阳的轨道被用作代理。我们分析了这个虚拟轨道的瞬时偏心率矢量是如何从13,000 B变化的。C. 17,000 A. D..我们发现,它经历了一种脉动,因为它清楚地呈现出有节奏的收缩和膨胀模式与2318年的周期连同一些已知的更快的振荡与行星轨道稳定共振。我们发现,太阳-PMC轨道的快速膨胀,然后缓慢收缩,似乎可以阻止宇宙射线进入系统内部区域,而缓慢膨胀,然后快速收缩有利于它。同样,同样的动力学可以调节落在地球上的行星际/宇宙尘的数量。然后,这些将通过云/日冕调制引起辐射潮汐的产生和气候变化。其他稳定的轨道共振频率(例如,20年、45年、60年、85年、159-171-185年等周期)在科学文献中确定的辐射潮汐、太阳、极光和气候记录中都有。因此,该结果支持太阳和/或气候变化的行星理论。