The Sr~{\sc i} 4607~Å spectral line shows one of the strongest scattering polarization signals in the visible solar spectrum. The amplitude of this polarization signal is expected to vary at granular spatial scales, due to the combined action of the Hanle effect and the local anisotropy of the radiation field. Observing these variations would be of great interest because it would provide precious information on the small-scale activity of the solar photosphere. At present, few detections of such spatial variations have been reported. This is due to the difficulty of these measurements, which require combining high spatial ($\sim$ 0.1"), spectral ($\leq$ 20 mÅ), and temporal resolution (< 1 min) with increased polarimetric sensitivity ($\sim$ 10$^-$$^4$). Aims. We aim to detect spatial variations at granular scales of the scattering polarization peak of the Sr~{\sc i} 4607~Å line at different limb distances, and to study the correlation with the continuum intensity. Methods.Using the Zurich IMaging POLarimeter (ZIMPOL) system mounted at the GREGOR telescope and spectrograph in Tenerife, Spain, we carried out spectro-polarimetric measurements to obtain the four Stokes parameters in the Sr~{\sc i} line at different limb distances, from $μ=0.2$ to $μ=0.8$, on the solar disk. Results.Spatial variations of the scattering polarization signal in the Sr~{\sc i} 4607~Å line, with a spatial resolution of about 0.66", are clearly observed at every $μ$. The spatial scale of these variations is comparable to the granular size. A statistical analysis reveals that the linear scattering polarization amplitude in this Sr~{\sc i} spectral line is positively correlated with the intensity in the continuum, corresponding to the granules, at every $μ$.
Clumpy dust clouds and extended atmosphere of the AGB star W Hya revealed with VLT/SPHERE-ZIMPOL and VLTI/AMBER II. Time variations between pre-maximum and minimum light
Spatial variations of the SrI 4607Åscattering polarization signals at subgranular scale observed with ZIMPOL at GREGOR telescope
Sr I 4607 γ谱线显示了可见太阳光谱中最强的散射偏振信号之一。这些信号的幅度预计会在粒度空间尺度上变化。这种变化可能是由于磁场强度和取向的变化(汉勒效应)以及由于等离子体性质的空间和时间变化。测量这种极化信号的空间变化将使我们能够研究亚晶区磁场的性质。但是,观测是具有挑战性的,因为同时需要高空间分辨率和高光谱偏振灵敏度。为了在颗粒尺度上测量这些空间变化的目的,我们用苏黎世成像偏振仪(ZIMPOL)在格里戈尔太阳望远镜上进行了分光偏振测量,在太阳盘面上的不同边缘距离。我们的研究结果表明,在颗粒尺度上,在每$μ$,从0.2到0.8,在Sr I 4607线的散射线偏振信号的空间变化。偏振信号幅度和连续强度之间的相关性在统计上意味着散射偏振在颗粒区域比在晶间通道中更高。
ZIMPOL detects scattering polarization in He I D$_3$ during a solar flare
Istituto ricerche solari Aldo e Cele Daccò (IRSOL), Faculty of Informatics, Università della Svizzera italiana (USI)(瑞士意大利大学信息学院阿尔多和切莱·达科太阳研究所);Euler Institute, Università della Svizzera italiana (USI)(瑞士意大利大学欧拉研究所);Astronomical Institute of the Academy of Sciences, Ondřejov, Czech Republic(捷克科学院天文台奥恩杰约夫研究所)
研究首次在日耀斑中检测到 He I D₃ 线的线偏振,通过 ZIMPOL 极化仪分析偏振变化与等离子体速度演变,发现散射偏振可能由各向异性辐射泵浦引起。
Quiet Sun Center to Limb Variation of the Linear Polarization Observed by CLASP2 Across the Mg II h & k Lines
CLASP2(Chromospheric LAyer SpectroPolarimeter 2)探测火箭任务于2019年4月11日发射。CLASP2测量的四个斯托克斯参数的Mg II H & K光谱区域约2800埃沿200弧秒的狭缝在太阳盘面上的三个位置,实现了第一次空间和光谱分辨观测太阳偏振在这个近紫外区域。这里提出的工作的重点是中心到肢体的变化,这些共振线,这是由各向异性辐射在太阳大气中的散射产生的线性偏振。Mg Ⅱ h & k线的线偏振信号通过Hanle效应和磁光效应对从色球低层到高层的磁场敏感。我们比较观察到的理论预测从辐射转移计算在非磁化半经验模型,认为磁场和水平不均匀性需要解释所观察到的偏振信号和空间变化。这种比较是验证和完善我们对这些偏振特征的物理起源的理解的重要一步,也为未来通过紫外分光偏振法探测太阳高层大气磁场的太空望远镜铺平了道路。
SPHERE/ZIMPOL observations of the symbiotic system R Aquarii. II. Dynamics of the dust in the Mira wind and the Halpha gas in the jet
ETH Zurich, Institute for Particle Physics and Astrophysics(苏黎世联邦理工学院,粒子物理与天体物理研究所);Laboratoire Lagrange, UMR7293, Université de Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur(拉格朗日实验室,尼斯索菲亚-安蒂波利斯大学,法国国家科学研究中心,蔚蓝海岸天文台);Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG(格勒诺布尔阿尔卑斯大学,法国国家科学研究中心,IPAG);Aix Marseille Univ, CNRS, LAM, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille(艾克斯马赛大学,法国国家科学研究中心,LAM,马赛天体物理实验室);LESIA, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC Univ. Paris 06, Univ. Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité(LESIA,巴黎天文台,PSL研究大学,法国国家科学研究中心,索邦大学,UPMC巴黎第六大学,巴黎第七大学,索邦巴黎城);Max-Planck-Institut für Astronomie(马克斯·普朗克天文学研究所);INAF – Osservatorio Astronomico di Padova(意大利国家天体物理研究所,帕多瓦天文台)
Observations of the Joint Action of the Hanle and Zeeman Effects in the D2 Line of BaII
我们选择的高灵敏度光谱偏振观测在过去几年中获得的Ba II D2线与苏黎世成像偏振仪(ZIMPOL)连接到格雷戈里库德望远镜的IRSOL。测量数据是在靠近太阳边缘的几个磁场活动程度不同的区域收集的。我们观察到的斯托克斯轮廓显示了汉勒和塞曼效应联合作用的清晰特征,与理论预期非常好的定性一致。这条线的偏振测量表明,非常适合低太阳色球层的磁场诊断,从磁场强度低至1高斯的区域到具有KG磁场强度的强磁化区域。
Contemporaneous high-angular-resolution imaging of the AGB star W Hya in vibrationally excited H2O lines and visible polarized light with ALMA and VLT/SPHERE-ZIMPOL
The role of quantum interference and partial redistribution in the solar Ba II D2 4554 A line
4554 A处的Ba II D2线是一个很好的例子,其中由于奇数同位素产生的F态干扰效应产生的偏振分布与那些没有表现出F态干扰的偶数同位素的偏振分布非常不同。因此,有必要考虑不同同位素的贡献,以了解这条线的观测线性偏振分布。在本文中,我们提出了辐射转移模型与部分频率重分布(PRD),这是必不可少的模拟这条线。这是因为完全频率再分布(CRD)不能再现所观察到的机翼极化。我们提出了观察和计算的Q/I的配置文件在不同的肢体距离。理论廓线强烈依赖于临边距离(μ),而在其它μ位置,拟合临边观测的模式大气则失效。
Polarized lines of the second solar spectrum (SrI, SrII, CaI, BaII) observed at the Pic du Midi Turret Dome spectropolarimeter with the slit orthogonal to the limb
Observatoire de Paris, PSL Research University(巴黎天文台,PSL研究大学)
利用 Pic du Midi 光谱偏振仪观测太阳边缘附近的第二太阳光谱,通过 Hanle 效应解释,精确测量了 SrI、SrII、CaI、BaII 等谱线的线性偏振率 Q/I,用于研究宁静太阳中的弱湍流未解析磁场。
Observational indications of magneto-optical effects in the scattering polarization wings of the Ca I 4227 Å line
H I Ly- $α$、Mg II K、Ca II K、Ca I 4227等强共振线在太阳强度谱中具有深而宽的吸收轮廓,在靠近太阳边缘的安静区观测时,显示出明显的线性散射偏振信号。这样的信号显示出特征性的三峰结构,在线芯和扩展的翼瓣中具有尖锐的峰。线芯峰通过Hanle效应对磁场的存在敏感,然而已知Hanle效应不在线翼中操作。最近的理论研究表明,与以前认为的相反,机翼线偏振信号通过磁光效应(MO)也对磁场敏感。我们寻找这个最近发现的物理机制中的散射极化翼的钙I 4227线的观测指标。我们进行了一系列的光谱偏振观测这条线使用苏黎世成像偏光仪(ZIMPOL)相机在格雷戈里Coudé望远镜IRSOL(瑞士)和在GREGOR望远镜在特内里费岛(西班牙)。总的线偏振度和线偏振角的空间变化在所观察的线的翼中是明显可感知的。我们提供了一个详细的讨论,我们的观测结果表明,检测到的变化总是发生在纵向磁场存在的区域,从而支持理论预测,它们产生的MO效应。
Hidden magnetic fields of the quiet Sun derived from Hanle depolarization of lines of the "second solar spectrum" at the limb from Pic du Midi observations
本研究基于2006年Pic du Midi观测的“第二太阳光谱”数据,通过Hanle退偏振测量宁静太阳隐藏磁场,获得13-25高斯的湍流磁场并发现其向临边递减,揭示高度梯度。
Chromospheric multi-wavelength observations near the solar limb
对太阳边缘附近和之外的色球谱线的观测提供了关于没有任何光球污染的太阳色球的信息。对于通过自适应光学(AO)进行的边缘附近和边缘外的地基观测,必须满足一些技术要求,例如AO锁定点与科学仪器观察到的视场位置无关,无论是一维还是二维仪器。我们展示了如何获得同时AO校正光谱在Ca II H,Ha,Ca II IR在854 nm,和他我在1083 nm的仪器在德国真空塔望远镜在Izana,特内里费岛。我们确定了一个活跃的区域macrospicule内的四个色球线,包括它的签名偏振在He I在1083 nm的视野的光谱特性。线芯强度相比,线的多普勒频移的变化在一个较小的空间尺度上的方向平行于肢体,这表明存在的相干旋转结构或通过向上传播的螺旋波的表面上的膨胀通量管。
The polarization signals of the solar K I D lines and their magnetic sensitivity
这项工作的目的是确定相关的物理过程中形成的强度和偏振模式的太阳K I D线通过光谱合成,特别强调的D2线。通过数值求解偏振辐射的辐射转移问题,并考虑太阳大气的一维半经验模型,得到了理论Stokes廓线。计算考虑了散射极化、部分频率再分布(PRD)效应、超精细结构(HFS)、J-和F-态干涉、多种同位素以及任意强度和方向的磁场。在忽略J态干涉和HFS的情况下,可以适当地建模两条D线的强度和圆偏振分布。磁像仪公式可以应用于这两条线,不包括HFS,以估计弱纵向磁场在较低的色球层。相比之下,建模其散射偏振信号需要包括HFS。D2散射偏振振幅被HFS强烈地去偏振,但它仍然是可测量的。如果不考虑PRD效应,散射偏振剖面将产生明显的误差。散射过程中的碰撞也有明显的去极化效应。最后,D2散射极化信号对强度在10 G左右的磁场特别敏感,并且强烈依赖于它们的取向。尽管如此,它的中心到肢体的变化相对于在肢体的幅度是很大程度上不敏感的场强和方向。这些发现突出了K I D 2线偏振对诊断太阳磁性的价值,并表明该线的线偏振和圆偏振信号分别主要对色球层下部和光球层上部的磁场敏感。
Observational insights into Sr I 4607 Å scattering polarization with DKIST/ViSP
Istituto ricerche solari Aldo e Cele Daccò (IRSOL), Faculty of Informatics, Università della Svizzera italiana(瑞士意大利大学信息学院阿尔多和切莱·达科太阳研究研究所);Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利群岛天体物理研究所);Departamento de Astrofísica, Facultad de Física, Universidad de La Laguna(拉古纳大学物理学院天体物理学系);Euler Institute, Faculty of Informatics, Università della Svizzera italiana(瑞士意大利大学信息学院欧几里得研究所);High Altitude Observatory, National Center for Atmospheric Research(美国国家大气研究中心高海拔观测站);National Solar Observatory(美国国家太阳天文台);Consejo Superior de Investigaciones Cientifícas(西班牙高级科学研究委员会)
利用DKIST/ViSP高分辨率观测,研究Sr I 4607 Å线散射偏振信号,揭示亚角秒尺度结构,但盘中心区域仍受观测限制影响。
Observations of the forward scattering Hanle effect in the Ca i 4227 Å line
色球磁场是出了名的难以测量。色球谱线很宽,而磁场则产生微小的塞曼效应偏振。前向散射Hanle效应提供了一个有希望的诊断替代方案,它可以记录在色球线,如He i 10830和Ca i 4227线。利用IRSOL天文台的ZIMPOL偏振仪对太阳盘中心附近的Ca i 4227线上的Stokes矢量进行了偏振光谱观测,发现了一些有趣的前向散射Hanle效应特征,并成功地用偏振辐射转移进行了模拟。在这里,我们专注于观测方面,而一个单独的配套文件涉及的理论建模。
Master equation theory applied to the redistribution of polarized radiation in the weak radiation field limit. VI. Application to the Second Solar Spectrum of the Na I D1 & D2 lines: convergence
本文提出了一个数值应用的自洽理论的部分重新分配在非LTE条件下,在以前的文件中开发的系列。在本系列的前一篇文章中描述了该代码。然而,在上一篇论文(系列论文的第四篇)中,数值结果是不切实际的。本文提出了一种近似,这是能够恢复的出射偏振剖面的可靠性。并证明了结果的收敛性。证明了当a > 1时,步长按1/N^a递减,从而使所得级数表现为绝对收敛的Riemann级数.然而,计算和观察到的线性偏振配置文件之间的协议仍然是定性的。这种差异被归因于平面平行大气模型,它不足以描述这些线形成的色球层。由于代码中所有积分都是数值的,因此它可能适用于更真实和更高维的模型大气。然而,对于像Na I D线那样具有超精细结构的线来说,这是耗时的。在Na I D 1中观察到的净线性偏振与安装在McMath-Pierce望远镜Kitt Peak上的偏振计ZIMPOL没有被本计算证实,可能是仪器偏振的假象。当Hanle效应在太阳第二光谱中起去极化作用时,相对于不考虑磁场的计算结果,仪器在Na I D2线中心观测到的较高的线偏振度可以证实仪器偏振的存在。所观察到的线性偏振过剩被发现在两个线中心,这也是本实验的仪器偏振补偿水平的0.1%的数量级相同。
Thomson scattering above solar active regions and an ad-hoc polarization correction method for the emissive corona
汤姆逊散射光球光是低太阳日冕光谱连续体的主要组成部分,在光学波长下观察。被称为K-日冕,它也是线性偏振的。我们调查的可能性,使用先验的极化特性的K-电晕,连同极化发射线,测量和校正仪器引起的极化串扰。首先,我们在不可约球面张量形式下导出了非偏振光汤姆逊散射的斯托克斯参数。这允许前向合成的汤姆逊散射信号的更复杂的情况下,在入射辐射场,这可能会限制我们提出的技术的准确性的破坏功能。为此,我们利用先进的三维辐射磁流体动力学日冕模型。与Fe XIII 10746埃发射线中的合成偏振信号一起,我们发现在非去偏振光学系统的假设下,望远镜和仪器引起的偏振串扰的特设校正是可能的。
Three-dimensional radiative transfer simulations of the scattering polarization of the hydrogen Ly$α$ line in a MHD model of the chromosphere-corona transition region
The polarization angle in the wings of Ca i 4227: A new observable for diagnosing unresolved photospheric magnetic fields
当在靠近太阳边缘的安静区域观察时,许多强共振线显示出明显的线性偏振信号,由散射过程产生,具有扩展的翼瓣。最近的研究表明,与以前认为的相反,翼瓣通过磁光(MO)效应对相对弱的纵向磁场的存在敏感。我们从理论上研究了钙I 4227线的散射极化翼的MO效应的敏感性,我们探索其诊断推断光球磁场的纵向分量的信息的潜力。我们计算的强度和偏振轮廓的Ca I 4227线的数值求解问题的偏振辐射的产生和传输下的非局部热力学平衡条件下的太阳大气的一维半经验模型,考虑到联合行动的Hanle,塞曼,和MO效应。我们认为体积填充磁场以及磁场占据一小部分的分辨率元素。与塞曼效应产生的圆偏振信号相比,我们发现Ca I 4227的散射偏振翼中的线偏振角通过MO效应不仅对光球磁场的通量,而且对磁场所占的分辨率元素的分数具有明显的敏感性。我们确定的强共振线的翅膀作为一个有价值的观察诊断未解决的磁场的线性偏振角。与对所观测的大气区域的磁通量和其他特性的信息进行编码的可观测量结合使用,它可以提供对磁场的填充因子的约束。
A novel investigation of the small-scale magnetic activity of the quiet Sun via the Hanle effect in the Sr I 4607 Å line
恒星物理学的关键研究问题之一是破译宁静太阳大气的小尺度磁活动。最近的磁对流模拟,占小规模发电机的行动提供了三维(3D)模型的太阳光球的特点是高度的小规模的磁活动,类似于通过理论解释发现的散射偏振观察到的Sr I 4607线。在这里,我们提出了一个新的调查结果的Hanle效应在这条共振线,基于三维辐射转移计算的高分辨率磁对流模型具有大部分的对流区磁化接近均分和表面平均场强${\langle B \rangle}{\approx}170$ G。由模型的磁场产生的Hanle效应显著地使零场散射极化信号去极化,以至于计算出的空间平均极化振幅的中心到边缘变化与观测结果相容。计算的散射偏振信号的水平波动的标准偏差是非常敏感的模型的磁场,我们发现,预测的空间变化是足够大的,以便能够检测到它们,特别是与下一代的太阳望远镜。我们发现,在所有的磁盘上的位置的理论散射偏振信号是反相关的连续强度。为了促进达到新的观测突破,我们展示了如何在恶化的信噪比和模拟观测的光谱和空间分辨率时,修改理论预测的偏振信号和空间变化。