We present a detailed investigation on the evolution of observed net vertical current using a time series of vector magnetograms of the active region (AR) NOAA 11158 obtained from Helioseismic Magnetic Imager. We also discuss the relation of net current to the observed eruptive events. The AR evolved from $βγ$ to $βγδ$ configuration over a period of 6 days. The AR had two sub-regions of activity with opposite chirality: one dominated by sunspot rotation producing a strong CME, the other showing large shear motions producing a strong flare. The net current in each polarity over the CME producing sub-region increased to a maximum and then decreased when the sunspots got separated. The time profile of net current in this sub-region followed the time profile of the rotation rate of the S-polarity sunspot of the same sub-region. The net current in the flaring sub-region showed a sudden increase at the time of the strong flare and remained unchanged till the end of the observation, while the sunspots maintained their close proximity. The systematic evolution of the observed net current is seen to follow the time evolution of total length of strongly sheared polarity inversion lines in both the sub-regions. The observed photospheric net current could be explained as an inevitable product of the emergence of a twisted flux rope, from a higher pressure confinement below the photosphere into the lower pressure environment of the photosphere.
Filament Eruption in NOAA 11093 Leading to a Two-Ribbon M1 Class Flare and CME
利用SDO、STEREO、RHESSI和GONG H $α$网络望远镜获得的数据,对2010年8月7日发生在活动区(AR)NOAA 11093的一次喷发事件进行了多波长分析。根据这些观测结果,我们推断,位于极性反转线(PIL)上的反S形暗条的向上缓慢上升运动导致了双带耀斑之后的CME。上覆磁力线穿过灯丝与旁瓣磁力线的相互作用,相关的EUV增亮,以及灯丝周围的通量出现/取消是导致其不稳定和爆发的过程的观测特征。此外,暗条/磁绳的上升运动轮廓与耀斑特征,即,重连率和HXR发射曲线。通量绳在耀斑的峰值阶段加速到最大速度作为CME,然后减速到平均速度为590 km $^{-1}$。我们认为,所观察到的出现/取消附近的灯丝的磁通量导致它上升,导致在系绳切割和重新连接发生在灯丝下,在协议与系绳切割模型。相应的增加/减少,发现在后高峰阶段的爆发的光球通量的正/负提供了明确的证据,重新连接的系绳切割的结果。
Near-continuous tracking of solar active region NOAA 13664 over three solar rotations
ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);Istituto Ricerche Solari Aldo e Cele Daccò (IRSOL)(阿尔多和塞莱达科太阳研究所);Università della Svizzera Italiana(瑞士意大利语大学);PMOD/WRC(世界辐射中心);University of Applied Sciences and Arts Northwestern Switzerland(西北瑞士应用科学与艺术大学);University College London(伦敦大学学院);Mullard Space Science Laboratory(穆拉德空间科学实验室);University of Vienna(维也纳大学);Max Planck Institute for Solar System Research(马克斯·普朗克太阳系研究所)
Chromospheric mass motions and intrinsic sunspot rotations for NOAA Active Regions 10484, 10486, and 10488 using ISOON data
这项工作利用改进的太阳观测光学网络(ISOON:Neidig et al. 2003)连续谱(630.2 nm)和Hα(656.2 nm)数据:1)探测和测量光球和色球层中发生的太阳黑子旋转,2)识别和测量色球暗条质量运动,3)评估任何大尺度光球和色球质量耦合。2003年10月27日至29日,使用Brown等人(2003年)的技术得到的重要结果表明,10月29日NOAA AR 10486中的两个大太阳黑子之间存在显著的反向旋转,以及10月27日NOAA AR 10484中的离散暗条质量运动,这似乎与至少一次C级太阳耀斑有关。
Photospheric Electric Fields and Energy Fluxes in the Eruptive Active Region NOAA 11158
在不断演化的太阳活动区中,有多少电磁能量穿过光球层?随着高节奏矢量磁场观测的出现,解决这个基本问题已经变得容易处理。本文利用Kazachenko等人(2014)的“PTD-Doppler-FLCT-Ideal”(PDFI)电场反演技术对6天HMI/SDO矢量磁图和多普勒速度序列进行反演,以寻找活动区NOAA 11158的电场和坡印廷通量演化,该活动区在2011年2月15日早期产生了X2.2耀斑。我们发现光球电场范围高达$2$ V/cm。坡印廷通量的范围从$[-0.6$到$2.3]\times10^{10}$ ergs $\cdot$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$,大部分为正值,在$[10^9$ - $10^{10}]$ ergs $\cdot$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$范围内对能量收支的贡献最大。通过对瞬时能流的时空积分,我们发现从初始出现到X2.2耀斑爆发前,光球层上积累的总磁能为$E=10.6\times10^{32}$尔格,分别被划分为自由能和势能的$2.0$和$8.6\times10^{32}$尔格。这些估计与耀斑前非线性无力场(NLFFF)外推和最小电流电晕估计(MCC)的估计是一致的,尽管我们的方法非常不同。光球电场的这项研究表明了PDFI方法估计坡印亭通量的潜力,并打开了大门,以更定量的研究太阳光球和更现实的数据驱动的模拟日冕磁场的演变。
Multi-Wavelength Observations of a Flux Rope Failed in the Eruption and Associated M-Class Flare from NOAA AR 11045
利用TRACE、STEREO、SOHO/MDI、Hinode/XRT和BBSO的空间和地面观测资料,对2010年2月12日试图从NOAA AR 11045爆发的通量绳和相关的M级太阳耀斑进行了多波长观测。当磁绳从活动区上升时,在其一个支点附近触发了M1.1/2F级耀斑。我们认为,耀斑触发是由于重新连接的上升通量绳与周围的低洼磁回路。磁绳以约90 km/s的速度达到约0.15 Rs的投影高度,而软X射线通量在其上升过程中逐渐增强。磁通绳被上覆场抑制,充满的等离子体向其激活位点以西的负极性场移动。我们发现的第一个观测证据的初始抑制的通量绳由于可见的残留灯丝在色球和日冕的温度,在活动区的同一位置前几天的演变。SOHO/MDI磁象图显示在耀斑开始前约12小时出现了一个双极。出现的负极性向磁绳激活点移动,在光球极性反转线(PIL)附近触发耀斑。负极性区域朝向PIL的运动有助于在耀斑和磁绳激活部位积聚磁能。这项研究提供了一个独特的观测证据,上升的通量绳未能爆发,由于残留的灯丝和覆盖的磁场,以及相关的触发M级耀斑。
We present a magnetohydrodynamic (MHD) simulation of the coronal mass ejection (CME) on 13 December 2006 in the emerging delta-sunspot active region 10930, improving upon a previous simulation by Fan (2016) as follows. (1) Incorporate an ambient solar wind instead of using a static potential magnetic field extrapolation as the initial state. (2) In addition to imposing the emergence of a twisted flux rope, also impose at the lower boundary a random electric field that represents the effect of turbulent convection, which drives field-line braiding and produces resistive and viscous heating in t…
Active nests at solar maximum: How nested flux emergence dominated flaring activity and structured the heliosphere
European Space Agency, ESTEC(欧洲航天局,欧洲空间研究与技术中心);Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM(巴黎萨克雷大学,巴黎西岱大学,法国原子能和替代能源委员会,法国国家科学研究中心,天体物理信息研究所)
Recent observations demonstrated that emerging flux regions, which constitute the early stage of solar active regions, consist of emergence of numerous small-scale magnetic elements. They in turn interact, merge, and form mature sunspots. However, observations of fine magnetic structures on photosphere with sub-arcsecond resolution are very rare due to limitations of observing facilities. In this work, taking advantage of the high resolution of the 1.6 m Goode Solar Telescope, we jointly analyze vector magnetic fields, continuum images, and Hα observations of NOAA AR 12665 on 2017 July 13, wit…
The interaction between emerging magnetic flux and the pre-existing ambient field has become a "hot" topic for both numerical simulations and high-resolution observations of the solar atmosphere. The appearance of brightenings and surges during episodes of flux emergence is believed to be a signature of magnetic reconnection processes. We present an analysis of a small-scale flux emergence event in NOAA 10971, observed simultaneously with the Swedish 1-m Solar Telescope on La Palma and the \emph{Hinode} satellite during a joint campaign in September 2007. Extremely high-resolution G-band, H$α$…
The Non-Eruptive Reconfiguration of a Quiescent Filament After a Nearby Active Region Emergence
University College London(伦敦大学学院);Mullard Space Science Laboratory(马拉德空间科学实验室);University of Vienna(维也纳大学);Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos/World Radiation Center(达沃斯物理气象观测台/世界辐射中心);ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung(马克斯·普朗克太阳系统研究所);Northumbria University(诺森比亚大学);Donostia International Physics Center(圣塞巴斯蒂安国际物理中心)
Magnetic filed dynamics and varying plasma emission in large coronal loops
在这项研究中,我们报告了2016年5月5日在NOAA AR 12542(Loop I)和2015年12月17日在NOAA AR 12470(Loop II)观察到的两个暖冠环的四个足点的磁环境的详细观测结果。这些环连接着一个带太阳黑子外围的斑区(环I)和一个太阳黑子本影(环II)。我们使用太阳动力学天文台(SDO)和古德太阳望远镜(GST)的数据来描述这一现象并了解其原因。该研究表明,环路增亮事件与SDO的日震和磁成像仪(HMI)和GST的近红外成像光谱仪(NIRIS)数据中观察到的磁通量出现和消除过程有关。观测到的活动是由小规模出现的偶极子和大规模预先存在的磁场之间的磁重联驱动的,这表明磁重联发生在扩展谱区边缘的较低色球层中,环就是在那里扎根的。我们认为,等离子体,蒸发在这些重联事件,逐渐填补了环,因为它冷却了可见的密度前传播从一个足点的循环到另一个在90-110公里的速度$^{-1}$。这项研究还表明,在SDO大气成像组件图像中看到的至少一些明亮的环,可能是由于在遥远的(非太阳黑子)足点发生的磁活动而被加热的。
Emergence of granular-sized magnetic bubbles through the solar atmosphere: I. Spectropolarimetric observations and simulations
我们研究了2009年7月发生在NOAA 11024中的颗粒大小的磁通量出现事件。这些观测是用瑞典1米太阳望远镜上的CRISP分光偏振仪进行的,空间分辨率为0.14”。同时全斯托克斯观测的两个光球Fe I线在630.2 nm和色球Ca II 854.2 nm线,使我们能够详细描述整个太阳大气的出现过程。我们在这里报告的3D半球形气泡事件,而不是简单的磁足点,我们观察到复杂的半圆形脚跨越几个颗粒。在这些事件中最具特征的签名是在Ca II 854.2 nm线的翅膀上拍摄的滤光片中观察到一个黑暗的气泡。我们可以推断气泡是如何通过太阳大气层上升的,因为我们看到它从Ca II 854.2 nm的翅膀发展到核心。在光球层中,磁泡的平均向上多普勒速度为2 km/s。在大约3.5分钟内,它将行进约1100公里到达色球层中部,这意味着平均上升速度为5.2公里/秒。为了帮助解释的意见,我们进行了三维数值模拟的演变的水平,无扭曲的磁通量片注入对流区,使用彩虹代码。计算区域从对流层上部到日冕下部。在模拟的色球层中,上升的通量片产生一个大的、冷的、磁化的气泡。我们将这个气泡与观测到的气泡进行比较,发现非常一致,包括光球层和色球层中类似的场强和速度信号,温度赤字,上升速度,膨胀速度和寿命。
Horizontal flow fields in and around a small active region-- The transition period between flux emergence and decay
目的。将高分辨率观测与天气观测相结合,旨在全面描述光球层通量的出现以及最终形成成熟活动区的增长过程。方法.小活动区NOAA 12118于2014年7月18日被1.5米的格里戈尔太阳望远镜观测到。在GREGOR Fabry-Pérot干涉仪(GFPI)的蓝色成像通道(BIC)中获取的高分辨率蓝色连续谱和G波段图像的时间序列由SDO机载HMI获得的LOS磁图和连续谱图像补充。水平自行和水平等离子体速度分别用局部相关跟踪(LCT)和微分仿射速度估计器计算。采用形态学图像处理方法测量了EFR在其演化过程中的光/磁面积、磁通量和分离轮廓。结果计算的光度区、磁区和磁通量的增长率大约是各自衰减率的两倍。使用HMI五天磁图的时空图描绘了一个叶状结构,这是由两个极性的初始分离,快速扩张阶段,蔓延停滞的时间和区域再次缓慢收缩的时期决定的。0.26 km \s的分离率在初始阶段最高,当分离停止时,分离率减小。水平等离子体速度计算在四个演变阶段表明不断变化的模式的流入。在LCT地图中,我们发现持续的流动模式,如向外运动的两个主要的孔,一个发散的功能附近的拖尾孔标记的网站上涌的等离子体和通量的出现,和低速度在内部的孔。我们在两个主要极性之间检测到许多细长的快速膨胀颗粒。
We describe the disappearance of a sector of sunspot penumbra and its restoring process observed in the preceding sunspot of active region NOAA 12348. The evolution of the magnetic field and the plasma flows support the idea that the penumbra forms due to a change of inclination of the magnetic field of the canopy. Moving magnetic features have been observed during the disintegration phase of that sector of sunspot penumbra. During the restoring phase we have not observed any magnetic flux emergence around the sunspot. The restoring process of the penumbra sector completed in about 72 hours an…