An Interface Region Imaging Spectrograph first view on Solar Spicules
T. M. D. Pereira, B. De Pontieu, M. Carlsson, V. Hansteen, T. D. Tarbell, J. Lemen, A. Title, P. Boerner, N. Hurlburt, J. P. Wülser, J. Martínez-Sykora, L. Klei… 展开作者
T. M. D. Pereira, B. De Pontieu, M. Carlsson, V. Hansteen, T. D. Tarbell, J. Lemen, A. Title, P. Boerner, N. Hurlburt, J. P. Wülser, J. Martínez-Sykora, L. Kleint, L. Golub, S. McKillop, K. K. Reeves, S. Saar, P. Testa, H. Tian, S. Jaeggli, C. Kankelborg
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。
英文摘要:
Solar spicules have eluded modelers and observers for decades. Since the discovery of the more energetic type II, spicules have become a heated topic but their contribution to the energy balance of the low solar atmosphere remains unknown. Here we give a first glimpse of what quiet Sun spicules look like when observed with NASA's recently launched Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS). Using IRIS spectra and filtergrams that sample the chromosphere and transition region we compare the properties and evolution of spicules as observed in a coordinated campaign with Hinode and the Atmospheric Imaging Assembly. Our IRIS observations allow us to follow the thermal evolution of type II spicules and finally confirm that the fading of Ca II H spicules appears to be caused by rapid heating to higher temperatures. The IRIS spicules do not fade but continue evolving, reaching higher and falling back down after 500-800 s. Ca II H type II spicules are thus the initial stages of violent and hotter events that mostly remain invisible in Ca II H filtergrams. These events have very different properties from type I spicules, which show lower velocities and no fading from chromospheric passbands. The IRIS spectra of spicules show the same signature as their proposed disk counterparts, reinforcing earlier work. Spectroheliograms from spectral rasters also confirm that quiet Sun spicules originate in bushes from the magnetic network. Our results suggest that type II spicules are indeed the site of vigorous heating (to at least transition region temperatures) along extensive parts of the upward moving spicular plasma.
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。
Radiative MHD Studies of Solar Spicules: Driving Mechanisms and the Role of Background Magnetic Field
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);Yunnan Key Laboratory of Solar Physics and Space Science(云南省太阳物理与空间科学重点实验室);Solar Physics and Space Plasma Research Centre, School of Mathematical and Physical Sciences, University of Sheffield(谢菲尔德大学数学与物理科学学院太阳物理与空间等离子体研究中心);Department of Astronomy, Eötvös Loránd University(厄特沃什·罗兰大学天文学系);Gyula Bay Zoltán Solar Observatory (GSO), Hungarian Solar Physics Foundation (HSPF)(久洛·巴伊·佐尔坦太阳观测站(GSO),匈牙利太阳物理基金会(HSPF))
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。
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。
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。
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。
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)