We study the dynamics of low-lying cool loop systems for three datasets as observed by the Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS). Radiances, Doppler shifts and line widths are investigated in and around observed cool loop systems using various spectral lines formed between the photosphere and transition region (TR). Footpoints of the loop threads are either dominated by blueshifts or redshifts. The co-spatial variation of velocity above the blue-shifted footpoints of various loop threads shows a transition from very small upflow velocities ranging from (-1 to +1) km/s in the Mg\,{\sc ii} k line (2796.20~Å; formation temperature: log (T/K) = 4.0) to the high upflow velocities from (-10 to -20) km/s in Si\,{\sc iv}. Thus, the transition of the plasma flows from red-shift (downflows) to the blue-shift (upflows) is observed above the footpoints of these loop systems in the spectral line C\,{\sc ii} (1334.53~Å; \log (T/K) = 4.3) lying between Mg\,{\sc ii} k and Si\,{\sc iv} (1402.77~Å; log (T / K) = 4.8). This flow inversion is consistently observed in all three sets of the observational data. The other footpoint of loop system always remains red-shifted indicating downflowing plasma. The multi-spectral line analysis in the present paper provides a detailed scenario of the plasma flows inversions in cool loop systems leading to the mass transport and their formation. The impulsive energy release due to small-scale reconnection above loop footpoint seems to be the most likely cause for sudden initiation of the plasma flows evident at TR temperatures.
Hinode EIS Observations of Plasma Composition Evolution and Radiative Cooling of Solar Flare Loops
INAF Osservatorio Astronomico di Roma(罗马天文台);NASA Goddard Space Flight Center(NASA戈达德太空飞行中心);Universities Space Research Association(大学空间研究协会);Mullard Space Science Laboratory, University College London(伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室);Northumbria University(诺森比亚大学);Computational Physics Inc.(计算物理公司);Dublin City University(都柏林城市大学);Dublin Institute for Advanced Studies(都柏林高等研究院);Konkoly Observatory(孔科利天文台)
Direct Observations of Plasma Upflows and Condensation in a Catastrophically Cooling Solar Transition Region Loop
最小的观测证据存在的快速过渡区(TR)的冷环的存在下,上升流。这种现象的观测挑战了标准太阳大气加热模型的概念,以及它们对明亮TR发射的描述。使用{\it Hinode}上的{\it EUV成像光谱仪}(EIS),我们在冷却环路($\log T$\,$\le$\,6.0)的足点位置处观察到多个TR温度(5.8\,$\le$\,$\log T$ \,$\le$ 6.0)上的快速上升流($v_λ$\,$\le$ \,$-$ 10 km s $^{-1}$)。在冷回路通电之前,在足点位置观察到$+$\,5 km s $^{-1}$和$-$\,60 km s $^{-1}$的不对称流动。这些流动速度和模式与从{ \it Solar Dynamics Observatory}(SDO){ \it Helioseismic Magnetic Imager}(HMI)的视线磁象图得出的磁通量抵消(仅在上升流的位置)和日冕高度30%的质量通量同时发生。冷却回路的非平衡结构导致灾难性的冷却事件,随后的等离子体蒸发指示TR为加热部位。从磁通量的演变,我们得出结论,磁重联之间的足点和背景场是负责观察到的快速TR等离子体上升流。
Elemental Composition Evolution during the 2024 September 30 Solar Eruption: A Comparison of Hot and Cool Plasma Components with Solar Orbiter/SPICE, Hinode/EIS, and Chandrayaan-2/XSM
Southwest Research Institute(西南研究所);Ann and H.J. Smead Aerospace Engineering Sciences, University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校安与H.J.斯梅德航空航天工程科学系);Laboratory for Atmospheric and Space Physics, University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室);University of Alabama in Huntsville(阿拉巴马大学亨茨维尔分校);NASA Marshall Space Flight Center(美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心)
Spectroscopic and imaging observations of transient hot and cool loops by IRIS and SDO
日冕环是太阳大气的基本组成部分,可以在各种长度尺度上观测到。但其形成机制尚不清楚。在本文中,我们提出的光谱和成像观测的小尺度瞬变和随后形成的瞬态循环。为此,我们利用了AIA和IRIS-SJI记录的多波长观测,以及IRIS提供的光谱测量。对于光球磁场数据,我们获得了HMI提供的视线磁图数据。同时观察到小规模的瞬态与几个EUV和UV通带的AIA和IRIS-SJI。HMI磁图提供了这些瞬变下负通量抵消的证据。差分发射测量(DEM)分析表明,瞬态达到的温度高达8 MK,而另一个只达到0.4 MK。这些瞬态进一步导致形成具有相似温度分布的小尺度回路,因此分别称为热回路和冷回路。在事件发生的过程中,IRIS狭缝对该区域进行光栅扫描,从而提供了瞬态和相关环路的光谱测量。这使我们能够对热回路和冷回路进行深入研究。利用密度敏感的O-IV线对,我们得到了沿热环和冷环的平均电子密度分别为$10^{11.2}$和$10^{10.8}$ cm $^{-3}$。能量估计表明,磁通抵消可以很容易地为热瞬态供电,而不足以为冷瞬态供电。寿命估计和磁场外推表明存在小规模和精细结构内这些循环。结果提供了至关重要的成分的物理回路的形成和相关的热力学。
Solar Soft X-ray Coronal Dimming in a Failed Eruption Associated with Plasma Cooling
Peking University(北京大学);National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家空间科学中心);Institute of Physics, University of Graz(格拉茨大学物理研究所);Kanzelhöhe Observatory for Solar and Environmental Research, University of Graz(格拉茨大学坎泽勒霍厄太阳与环境研究天文台);Yunnan University(云南大学)
Velocity Response of the Observed Explosive Events in the Lower Solar Atmosphere: I. Formation of the Flowing Cool Loop System
我们使用接口区域成像光谱仪(IRIS)上的狭缝钳口成像仪(SJI)观察冷回路中的等离子体流动。Huang等人(2015年)在这些环的足点处观察到异常加宽的Si IV 1403埃线轮廓,这归因于爆炸事件(EE)的特征。我们选择了一个这样的单向流动的冷却回路系统,IRIS观察到的其中一个足点是与显着加宽的硅IV线轮廓。线轮廓增宽间接地表明在过渡区(TR)下方发生了许多EE,而它直接推断出大的速度增强/扰动进一步导致所观察到的回路系统中的等离子体流动。所观察到的功能是在一个模型大气中,其中一个低洼的双极磁场系统的扰动色球层的速度脉冲的最大振幅为200公里/秒。数据驱动的2-D数值模拟表明,等离子体运动的演变与IRIS观察到的类似,以流动等离子体填充冷却回路系统骨架的形式。我们比较的时空演化的冷环系统在我们的模型的框架与观测,并得出结论,他们的形成主要是与速度响应的瞬态能量释放以上的脚点在色球层/TR。我们的观测和模拟结果表明,最有可能与EE的速度响应可能是在低层太阳大气中流动的冷回路系统的动力学和能量学的主要候选人之一。
Multi-channel Observations of Plasma Outflows and the Associated Small-Scale Magnetic Field Cacellations on the Edges of an Active Region
利用SDO/AIA仪器,在活动区边界上沿两个不同的日冕开口环观测到连续和间歇的等离子体流出。%,速度为30 $\sim$ 200 km s $^{-1}$。通过对HMI/SDO时间序列磁图的研究发现,小尺度磁重联可能在冕环等离子体外流的产生中起着重要作用。结果表明,等离子体外流的起源与混合极性的小尺度磁场的位置相吻合,说明等离子体沿冕环的外流可能是小尺度闭合冕环与大尺度开放活动区冕环之间的磁重联的结果。
Observations of Post-flare Plasma Dynamics during an M1.0 Flare in AR11093 by SDO/AIA
我们使用SDO/AIA 304 μ m和171 μ m滤波器观测了2010年8月7日AR 11093中一个M1.0级双带状耀斑衰变阶段演化的多股耀斑后环系统中冷热等离子体的运动。观察到了多温度下环系统中的运动光强特征及其反射光强特征。所观察到的热等离子体的对应物,可能包围冷约束等离子体,相对较快地移动($\sim$ 34 km s $^{-1}$)到后者(29 km s $^{-1}$)的形式的扩展强度功能。传播的等离子体和强度从环的另一个足点的区域反射。等离子体运动的亚声速和相关的强度特征很可能是在耀斑后环系统中通过脉冲耀斑加热过程演化出来的。补充我们的意见,移动多温度的强度功能后耀斑环系统及其反射,我们还试图解决二维理想磁流体动力学方程数值模拟使用VAL-IIIC大气作为初始条件来模拟所观察到的等离子体动力学。我们考虑耀斑过程中在环系统的一个足点附近脉冲产生的局部热脉冲,它沿太阳色球层的磁场线发射。脉冲在沿该环系统移动时在较高高度处变陡成缓慢冲击,这触发了密切显示所观察到的等离子体动力学的等离子体扰动。
Spectral diagnostics of cool flare loops observed by SST: I. Inversion of the Ca II 8542 Å and H$β$ lines
耀斑环是爆发事件的一个组成部分,在从X射线到冷的色球等离子体的温度范围内被检测到。虽然太阳动力学天文台的大气成像组件(SDO/AIA)定期观测到热环,但在边缘外看到的冷环是罕见的。在本文中,我们采用了SOL 2017 -09- 10 T16:06 X8.2级耀斑的独特观测结果,该耀斑产生了一个扩展的弧线。瑞典1米太阳望远镜(SST)拍摄了一系列Ca II 8542射电和氢H $β$谱线的冷离边环光谱图像。我们的重点是循环顶点。非LTE光谱反演是通过构建覆盖等离子体参数的实际范围的扩展模型网格来实现的。多级加速λ迭代(MALI)代码解决了非LTE的辐射传输问题,在一个一维的外部照明板,近似研究的环路段。Ca II 8542和H $β$线的反演产生了两个类似的解,都表明在$2 \times 10^{12}$ cm $^{-3}$附近有高电子密度,在25 km $^{-1}$附近有相对较大的微湍流。这些研究与相同或类似事件的其他独立研究具有合理的一致性。特别是,在$10^{12} - 10^{13}$ cm $^{-3}$范围内的高电子密度与SDO的日震和磁成像仪白光观测结果一致。在太阳爆发耀斑中存在如此高的密度,支持了对表现出超级耀斑的恒星的光学连续辐射的循环解释。
A Magnetic Reconnection model for Hot Explosions in the Cool Atmosphere of the Sun
紫外线爆发和埃勒曼弹是在新兴通量区域的低太阳大气中观察到的短暂增亮。观测发现了同时空的EB和紫外暴,但其形成机制尚不清楚。这些事件中具有大温度跨度的多热成分挑战了我们对太阳低层大气中磁重联和加热机制的理解。我们研究了出现的和背景磁场之间的磁重联。初始等离子体参数基于C7大气模型。当光球层等离子体密度较大的电流片出现在距太阳表面$0.5$ Mm处时,等离子体团不稳定性开始出现。等离子体团相互碰撞并聚,使得不同密度和温度的等离子体在湍流重联区混杂在一起。因此,对应于UV发射的热等离子体和对应于来自其他波长的发射的较冷等离子体可以一起移动并且在大约相同的高度处发生。与此同时,热湍流结构基本上集中在$0.4$ Mm以上,而冷等离子体延伸到电流片底部的低得多的高度。这些现象与Chen et al. 2019,ApJL.合成的Si IV谱线轮廓与紫外暴中观测到的相似,谱线轮廓的增强翼可扩展到约$100$ km s $^{-1}$。不同分辨率的数值结果之间的差异是显着的,这表明,现实的磁扩散率是至关重要的,以揭示精细结构和现实的等离子体加热在这些重联事件。我们的结果还表明,在温度最低区附近的低色球层中,由双极扩散贡献的重联加热是无效的。