Various small-scale structures abound in the solar atmosphere above active regions, playing an important role in the dynamics and evolution therein. We report on a new class of small-scale transition region structures in active regions, characterized by strong emissions but extremely narrow Si IV line profiles as found in observations taken with the Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS). Tentatively named as Narrow-line-width UV bursts (NUBs), these structures are located above sunspots and comprise of one or multiple compact bright cores at sub-arcsecond scales. We found six NUBs in two datasets (a raster and a sit-and-stare dataset). Among these, four events are short-living with a duration of $\sim$10 mins while two last for more than 36 mins. All NUBs have Doppler shifts of 15--18 km/s, while the NUB found in sit-and-stare data possesses an additional component at $\sim$50 km/s found only in the C II and Mg II lines. Given that these events are found to play a role in the local dynamics, it is important to further investigate the physical mechanisms that generate these phenomena and their role in the mass transport in sunspots.
Hinode and IRIS observations of the magnetohydrodynamic waves propagating from the photosphere to the chromosphere in a sunspot
磁流体动力学(MHD)波被认为是加热太阳色球层和日冕的能源。虽然在太阳大气中已经观测到了MHD波,但对大气中的能量传输和耗散缺乏定量的估计。我们同时进行了太阳黑子本影的Hinode和IRIS观测,以获得两个不同的大气层(光球层和低过渡区)的向上能量通量,并估计能量耗散。观测结果揭示了所观测到的物理量周期振荡的一些性质,如相位关系、时间行为和功率谱,从而得出结论:在光球层,慢模驻波占主导地位,其高频泄漏在色球层和下过渡区被观测为向上波。我们估计向上的能量通量在光球层水平为$2.0\times10^7$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$,在低过渡区水平为$8.3\times10^4$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$。能量通量之间的差异大于维持太阳黑子本影中色球层所需的能量,这表明观测到的波可以对太阳黑子本影中色球层的加热做出至关重要的贡献。相反,在较低的过渡区水平上得到的向上的能通量小于加热日冕所需的能通量,这意味着我们可能需要另一种加热机制。然而,我们应该注意到一种可能性,即由于不透明效应,色球层耗散的能量可能被高估。
Investigating datasets with high IRIS burst prevalence
在2013年和2014年由界面区域成像光谱仪(IRIS)采样的所有Si IV 1394 A光谱中,约0.01%具有IRIS爆发轮廓。然而,这些事件在数据集中并不是均匀分布的,其中19.31%的光谱仅在六个栅格中被识别。在这里,我们调查了这六个数据集中的五个,以了解为什么它们包含如此多的IRIS突发配置文件。这项研究将有助于指导未来IRIS爆发的有针对性的分析。我们分析了IRIS卫星采集的五个数据集,研究了Si IV 1394 A光谱和1400 A滤波器狭缝颚成像仪(SJI)数据。通过使用自动算法识别IRIS爆破曲线。此外,我们研究了太阳动力学天文台的日震和磁成像仪(SDO/HMI)仪器采样的同空间视线光球磁场地图。在本文分析的5个数据集中发现的大多数识别的IRIS爆发轮廓(13904个中的12401个)局限于时间-距离域中的7个小区域(时间持续时间<4小时,沿狭缝的空间长度<12”)。与这些区域同空间的SJI数据包含长寿命或重复的紧凑增亮,与紫外线爆发的定义属性相匹配,这些属性在整个演化过程中保持接近IRIS狭缝。IRIS猝发轮廓不限于视场(FOV)中的最亮像素,它们也不包括大部分亮(>500 DN/s)像素。这些IRIS爆发分布与演变(例如,抵消)相反极性磁场共空间发生,其中认为磁重联是可能的。在整个2013年和2014年期间确定的IRIS爆发轮廓中,有超过10%包含在时间-距离…
Semi-empirical model atmospheres for the chromosphere of the sunspot penumbra and umbral flashes
上下文太阳色球层和下过渡区被认为在日冕加热中起着至关重要的作用。到目前为止,还缺乏描述色球层(和低过渡区)的模型,说明其高度动态和结构化的特点。这部分是由于色球层中的完整频率重新分布的崩溃,也是因为难以获得完整的观测数据,以充分限制所有相关高度的太阳大气。目的。我们的目标是获得半经验模型大气再现的Mg II H&K线剖面的样本中色球层的焦点上的太阳黑子的功能。方法.我们使用分光偏振观测的钙II 8542 A光谱获得的瑞典1米太阳望远镜(SST),并使用NICOLE反演获得半经验模型大气中和周围的太阳黑子的不同功能。这些都是用来合成Mg II H&K光谱使用RH1.5D代码,我们与观察采取的接口区域成像光谱仪(IRIS)进行比较。结果合成配置文件与IRIS观测的比较表明,有几个领域,特别是在太阳黑子的半影,其中大多数观察到的Mg II H&K配置文件是非常好的再现。此外,我们发现,超音速热下降流,目前在我们的模型收集中的本影,导致合成的配置文件,同意与IRIS镁II H&K的配置文件,除了线芯。结论.我们提出并提供了四个半经验模型大气。两个用于半影,反映了色球层获得的温度范围,一个用于本影闪光,一个代表太阳黑子安静环境的模型。这些资料有电子版和表格版。
Evidence for a Transition Region response to penumbral microjets in sunspots
半影微喷流是在太阳黑子半影的色球成像中普遍观测到的一种寿命短、结构精细、亮度高的喷流。在这里,我们研究了它们潜在的过渡区特征,通过将瑞典1米太阳望远镜(SST)在Ca II H和Ca II 8542 γ线上的观测与界面区成像光谱仪(IRIS)获得的紫外成像和光谱相结合,其中包括C II 1334/1335 γ线,Si IV 1394/1403线和Mg II h & k 2803/2796线。我们发现一个明确的相应的信号在IRIS镁II K,C II和Si IV缝颚图像,通常空间偏移的Ca II签名的方向沿射流:从底部到顶部,半影微射流主要是可见的Ca II,镁II K和C II/Si IV,建议逐步加热过渡区温度沿射流范围。因此,这些结果支持了早期研究的建议,半影微射流可以加热到过渡区温度。
Statistical Investigation of Supersonic Downflows in the Transition Region above Sunspots
三十多年来,在太阳黑子上方的过渡区(TR)已经观察到超音速的下行流。这些下降流经常出现在太阳黑子上方不同的TR谱线上。我们使用之前缺失的大样本对这些下行流进行了统计调查。界面区成像光谱仪(IRIS)在过去几年中提供了大量高空间和光谱分辨率的太阳黑子观测数据。我们已经确定了60个数据集获得IRIS光栅扫描。使用自动化代码,我们确定了这些太阳黑子中强下行流的位置。我们发现,大约80%的样品在Si IV 1403超导线中显示出超音速下降流。这些下降气流大多出现在半影区,但也有一些出现在本影区。我们还发现,几乎一半的这些下降流显示在色球线的签名。此外,通过选择包含O IV 1400/1401 λ线和Si IV 1403 λ线的小光谱窗口进行详细的光谱分析。六个高斯函数同时拟合这三个谱线和它们的卫星线与超音速下降流。我们计算了这些谱线的强度、多普勒速度和谱线宽度。使用O IV 1400/1401谱线比,我们发现向下流分量的密度比常规分量低一个数量级。从我们的统计分析结果表明,这些下行流可能源于日冕,它们是独立的背景TR等离子体。
IRIS Burst Spectra Co-Spatial To A Quiet-Sun Ellerman-Like Brightening
埃勒曼炸弹(EB)在过去的二十年里得到了广泛的研究;然而,直到最近才在安静的太阳中观察到这些事件的对应物。本文的目的是进一步了解小规模的安静太阳Ellerman样增亮(QSEBs)通过研究他们的光谱特征,包括调查是否与一些EB相关的热签名也是可见的任何QSEBs的空间。我们结合H $α$和Ca II $8542$在太阳边缘的光谱和成像数据采样的接口区域成像光谱仪(IRIS)。鉴定出21个QSEB,其平均寿命、长度和宽度分别测量为大约$120$“、$0.63$“和$0.35$“。其中三个QSEBs显示出明确的重复燃烧,通过他们的生命周期,在活动区(AR)的EB的行为。在SDO/AIA $1600$和IRIS裂隙颌成像仪$1400$的数据中,该样本中的两个QSEB与发射增加共空间发生,然而,这些强度增加小于与EB共空间报告的强度增加。一个QSEB在其寿命期间也被IRIS狭缝取样,显示Si IV $1393$和Si IV $1403$核心以及C II和Mg II线翼的强度增加,类似于IRIS爆发(IB)。使用RADYN模拟,我们无法重现所观察到的QSEB H $α$和钙II $8542$的轮廓线离开QSEB的温度分层的问题开放。我们的研究结果表明,一些QSEBs可以加热到过渡区的温度,这表明IB配置文件应在整个安静的太阳。
Small-scale Bright Blobs Ejected from a Sunspot Light Bridge
光桥(LB)是明亮的通道,在一些太阳黑子中将本影分成多个部分。在界面区成像光谱仪(IRIS)的1400/1330 Ω ~通带中,通常在LB以上观测到温度为$\sim$ $10^5$ K的持续振荡亮锋。基于IRIS观测,我们报告了来自光桥上方振荡亮锋的小尺度亮斑。其中一些斑点显示出明显的加速度,而另一些则没有。这些斑点投射到天空平面上的平均速度为$71.7\pm14.7$ km s $^{-1}$,初始加速度为$1.9\pm1.3$ km s $^{-2}$。这些斑点通常到达距其原点3- 7毫米的投影距离。从过渡区图像中,我们发现斑点的平均投影面积为$0.57\pm0.37$ Mm $^{2}$。这些斑点也在太阳动力学观测站的多通带中被探测到,但在H $α$图像中没有。这些斑点很可能是等离子体喷射,我们研究他们的运动学和能量。通过发射测量分析,发现这些团的典型温度和电子密度分别约为$10^{5.47}$ K和$10^{9.7}$ cm $^{-3}$。估算的动能和热能分别为$10^{22.8}$ erg和$10^{23.3}$ erg的量级。这些小尺度的斑点似乎显示了三种不同类型的形成过程。它们可能分别由相邻激波相互作用引起的感应重联或增强的磁张力释放、光桥上出现的磁双极与周围单极本影场之间的局部磁重联以及向上激波引起的等离子体加速或不稳定性触发。
High-resolution observations of the solar photosphere, chromosphere and transition region. A database of coordinated IRIS and SST observations
NASA的界面区域成像光谱仪(IRIS)通过紫外光谱和成像提供太阳大气的高分辨率观测。自2013年6月IRIS发射以来,我们与位于拉帕尔马的瑞典1米太阳望远镜协调开展了系统观测活动。SST提供了对光球层和色球层的补充性高分辨率观测。SST观测包括光球Fe I线的光谱偏振成像和色球Ca II 8542 A、H-α和Ca II K线的光谱分辨成像。我们提出了一个共同对齐的IRIS和SST数据集的数据库,该数据库对科学界开放供分析。该数据库涵盖了各种目标,包括活动区,太阳黑子,plage,安静的太阳和日冕洞。
这是MOSiC封装的手册。MOSiC是IDL程序的集合,用于对Mg II h/k线进行轮廓分析和高斯拟合,以及对使用IRIS近紫外和远紫外光谱仪观察到的C II 133.5 nm线对、O I 135.6、Cl I 135.2、Si IV 139.7和140.3以及O IV 140.0 nm线进行高斯拟合。它通过分析一百多个不同的IRIS数据集(安静的太阳,太阳黑子,......)进行了测试。它适用于肢体数据,尽管它仍然是实验性的。MOSiC分别分析不同的谱线,并返回每条谱线的谱线强度、宽度和速度。本手册中包括一些示例剖面和地图。
Investigation of the subsurface structure of a sunspot based on the spatial distribution of oscillation centers inferred from umbral flashes
太阳黑子的次表层结构对黑子的稳定性和能量传输有重要影响。目前已提出了两种地下结构模型,即整体模型和簇模型,但迄今为止还没有发现支持特定模型的明确观测证据。为了获得太阳黑子的次表面结构的线索,我们分析了合并太阳黑子的本影闪光IRIS Mg II 2796埃缝颚图像(SJIs)注册。暗闪被认为是光球层下对流单体产生的磁流体冲击波的一种观测表现。通过跟踪单个本影闪光的运动,我们确定了对流单体的位置,即位于本影下方的振荡中心。我们发现,振荡中心优先位于暗核的本影核心,而不是在明亮的区域,如光桥或本影点。此外,振荡中心往往偏离合并的太阳黑子的收敛界面,在那里预计将发生剧烈的对流。我们还发现,推断的对流单体的深度没有明显的区域依赖性。这些结果表明,次表面的本影是一个环境,对流可以发生比收敛界面更容易,因此支持集群模型。为了得到更具体的结果,还需要进一步研究低层大气中的本影速度振荡。
Spatio-temporal Characteristics of Very Long-periodic Pulsations in Solar Metrewave Bursts: Implications for their Origins
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院紫金山天文台);National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家空间科学中心);Institute of Space Sciences, Shandong University(山东大学空间科学研究院)
Fine structure above a light bridge in the transition region and corona
本文给出了太阳黑子光桥上方喷流的多波长、同空间和近同时间观测结果。这些数据是由Hinode上的太阳光学望远镜(SOT)、界面区光谱仪(IRIS)和太阳动力学观测台(SDO)上的大气成像组件(AIA)获得的。Ca II H图像中的大多数喷流显示亮度随高度降低,而在IRIS狭缝钳口图像中,1330 m~2处的喷流显示明亮的前缘。这些射流显示上升和下降的运动,从时间-距离图中获得的抛物线轮廓明显。射流的上升和下降速度相似。这些喷流表现出相邻喷流之间的协调行为,共同上下移动。一些喷流显示了从前缘喷射的等离子体,在过渡区(TR)和日冕温度下也更热。在AIA波段也看到了类似的行为,这表明LB上方的喷流到达了较低的日冕,前缘被加热到日冕温度。这种喷流是向太阳黑子上方的过渡区和日冕传递质量和能量的重要手段。
A First Comparison of Millimeter Continuum and Mg II Ultraviolet Line Emission from the Solar Chromosphere
我们目前的联合观测太阳的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)和接口区域成像光谱仪(IRIS)。2015年12月18日,作为ALMA科学验证工作的一部分,对太阳活动区进行了观测。ALMA利用镶嵌技术在1.25毫米(239千兆赫)波长处获得了一张尺寸为$2.4' \times 2.3'$的太阳连续辐射图。通过IRIS在2803.5 nm处的Mg II h双联体系中获得了分子量$1.9'\times 2.9'$的同期图谱。毫米/亚毫米$-λ$连续发射和紫外线(UV)线发射被认为是来自太阳色球层,都有可能作为强大的和补充诊断的物理条件,在这个知之甚少的太阳大气层。虽然观察到mm- $λ$亮度温度$T_B$和Mg II h线辐射温度$T_{rad}$之间存在明显的相关性,但斜率为$<1$,这可能是因为这些诊断对色球层的不同部分敏感和/或Mg II h线源函数包括散射分量。平均$T_B$(1.25 mm)和平均$T_{rad}$(Mg II)之间存在显著偏移,前者的$\approx 35\%$大于后者。将图划分为“黑子区”、“安静区”和“斑区”,我们发现IRIS Mg II h线$T_{rad}$和ALMA亮温$T_B$之间散点图的斜率分别为0.4(黑子区)、0.56(安静区)和0.66(斑区)。我们认为,这种变化可能是由区域依赖性的形成高度的IRIS和ALMA诊断,和/或增加的程度之间的…
IRIS observations of magnetic interactions in the solar atmosphere between pre-existing and emerging magnetic fields. II. UV emission properties
IRIS卫星在活动区NOAA 12529进行的多波长紫外线观测最近指出,在二次通量出现期间,在上层色球层和过渡区存在类似紫外线爆发的持久增亮和同时发生的等离子体喷射。这些签名已被解释为证据的小规模,经常性的磁重联发作之间的新兴通量区(EFR)和预先存在的谱斑场。在这里,我们描述了这些强的,间歇性的增亮的紫外线发射,我们研究了以上的色球拱丝系统(AFS)覆盖EFR的浪涌活动。我们分析了在不同波长下观测到的浪涌和共空间增亮。我们发现Si IV 1402和Mg II k 2796.3线的蓝色和红色翅膀之间的发射不对称,这清楚地概述了在小规模爆发现象期间形成的AFS上方结构的动态。我们还检测到的Si IV 1394和1402线轮廓的UV突发像素的多普勒速度和偏度之间的相关性。最后,我们表明,真正的发射在Fe XII 1349.4 μ线是同空间的Si IV的亮度。这无疑揭示了一个与重联事件对应的纯日冕。
Detection of supersonic downflows and associated heating events in the transition region above sunspots
IRIS数据使我们能够以前所未有的0.33角秒的空间分辨率研究太阳过渡区(TR)。在2013年8月30日,我们观测到了高多普勒频移的爆发,这表明在谱线Mg II h和k、C II 1336、Si IV 1394和1403谱线中存在着高达200 km/s的强烈超音速下降流和较弱、稍慢的上升流,这些谱线与缝口图像(SJIs)中的增亮相关。在整个2小时的观察中,爆发行为持续,平均爆发持续时间约为20秒。这些短暂事件的位置似乎是EUV环的本影和半影足点。在SJIs和AIA中,沿着这些环路观察到快速明显的下行流,这表明环路是热不稳定的。我们解释的观测作为冷物质从日冕高度下降,特别是沿热不稳定环产生的日冕雨,这导致在环足点的强度增加,可能表明在TR的密度和温度的增加。雨的速度是在较高的一端以前报告的速度为这种现象,并可能高于自由落体速度沿环路。在其他观测日,类似的亮点有时会排列成带状,类似于小耀斑带。这些观测首次提供了对TR太阳黑子小尺度加热事件的深入了解。
Evidence for plasmoid formation related to a hot UV burst in the solar atmosphere
University of Oslo(奥斯陆大学);Rosseland Centre for Solar Physics, University of Oslo(奥斯陆大学罗斯兰德太阳物理中心);Lockheed Martin Solar & Astrophysics Laboratory(洛马太阳与天体物理学实验室);SETI Institute(搜寻地外文明研究所);Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利群岛天体物理研究所);Universidad de La Laguna(拉帕尔马大学);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);Université Paris Cité(巴黎西岱大学);CEA(法国原子能和替代能源委员会);CNRS(法国国家科学研究中心)
在许多太阳黑子上方的过渡区光谱中观察到了超音速下降流;然而,迄今为止,很少有研究表明这些特征在太阳黑子内的持续时间超过几个小时。在这里,我们分析了AR 12526的铅黑子,以推断其内部发生的超音速下降流的性质和演化。这些光栅在2016年3月27日至2016年4月2日之间的离散时间跟踪了AR 12526的铅黑子。还研究了2016年4月1日获得的一个坐立凝视观测,以分析较短时间尺度上超音速下降流的演变。在这个太阳黑子内,超音速下降流在空间结构和速度方面都是可变的。16次光栅扫描中的13次显示了Si IV 1394 X射线中的超音速下行流的一些证据,这些证据与在1400 X射线狭缝成像通道中检测到的持续明亮结构共空间,2016年3月29日记录到的峰值速度为112 km s^{-1}。在其中14个栅格中发现了O IV 1401的超声波下行流的证据,其空间结构与Si IV 1394的超声波下行线不同。在坐立凝视数据中,最初没有检测到双流,然而,60分钟后确实出现了超音速下降流。在观测结束前的20分钟内,Si IV 1394和O IV 1401谱线上的下降流从73 km s^{-1}加速到接近80 km s^{-1}。这些下行流的形态在数小时和数天的过程中不断演变,并且在Si IV 1394和O IV 1401的谱线中经常是不同的。这些事件被发现与Si IV 1394日冕线核心的一个明亮区域同…