We use Solar Dynamics Observatory (SDO)/Atmospheric Imaging Assembly (AIA) data to reconstruct the plasma properties from differential emission measure (DEM) analysis for a previously studied long-lived, low-latitude coronal hole (CH) over its lifetime of ten solar rotations. We initially obtain a non-isothermal DEM distribution with a dominant component centered around 0.9 MK and a secondary smaller component at 1.5 - 2.0 MK. We find that deconvolving the data with the instrument point spread function (PSF) to account for long-range scattered light reduces the secondary hot component. Using the 2012 Venus transit and a 2013 lunar eclipse to test the efficiency of this deconvolution, significant amounts of residual stray light are found for the occulted areas. Accounting for this stray light in the error budget of the different AIA filters further reduces the secondary hot emission, yielding CH DEM distributions that are close to isothermal with the main contribution centered around 0.9 MK. Based on these DEMs, we analyze the evolution of the emission measure (EM), density, and averaged temperature during the CH's lifetime. We find that once the CH is clearly observed in EUV images, the bulk of the CH plasma reveals a quite constant state, i.e. temperature and density reveal no major changes, whereas the total CH area and the photospheric magnetic fine structure inside the CH show a distinct evolutionary pattern. These findings suggest that CH plasma properties are mostly "set" at the CH formation or/and that all CHs have similar plasma properties.
Diagnostics of Coronal Magnetic Fields Through the Hanle Effect in UV and IR Lines
太阳高层大气,特别是日冕中的等离子体热力学主要受磁场的控制,磁场控制着能量的流动和耗散。相对缺乏对日冕矢量磁场的了解是日冕物理学进展的一个主要障碍。这使得日冕磁场测量方法的发展成为太阳物理学中的一个高度优先事项。在紫外和红外谱线中的汉勒效应是一个很大程度上未开发的诊断。我们使用磁流体动力学(MHD)模拟研究的信号的幅度预期典型的日冕磁场选定的谱线在紫外线和红外线波长范围内,即H I Ly- $α$和He I 10830线。我们表明,选定的线是有用的可靠的诊断冠状磁场。结果表明,组合对Hanle效应敏感性不同的谱线的偏振测量,可能是从未来观测中推断日冕磁性质的最合适的方法。
Solar coronal magnetic field measurements using spectral lines available in Hinode/EIS observations: Strong and weak field techniques and temperature diagnostics
最近,有人提出可以利用Fe X中的磁场感生跃迁(MIT)来测量日冕磁场强度。本文发展了几种将MIT理论应用于Hinode极紫外成像光谱仪(EIS)光谱观测的技术,包括直线比技术和弱、强磁场技术。然而,基于弱和强磁场技术的日冕磁场测量的适用性尚未得到评价。此外,温度诊断对于基于MIT理论的日冕磁场测量也很重要,但如何从EIS观测中确定Fe X线的准确形成温度仍需研究。在这项研究中,我们合成了几个谱线的太阳活动区的三维辐射磁流体动力学模型的发射,然后推导出磁场强度使用不同的方法。我们首先比较了从弱和强磁场技术得到的磁场强度与模型中的值。我们的研究表明,弱和强磁场技术都低估了日冕磁场强度。在此基础上,我们提出了两种计算Fe X线形成温度的方法。一种是基于差分发射测量分析,另一种是从Fe IX和Fe XI线对导出温度。然而,这两种方法都不能提供精确的日冕磁场测量的温度确定,如那些来自Fe X 174/175和184/345的磁力线比。利用EIS观测进行日冕磁场的精确测量还需要更多的努力。
Polarization Diagnostics Applied to Coronal Mass Ejections and the Background Solar Wind
National Center for Atmospheric Research(国家大气研究中心);Southwest Research Institute(西南研究所);CIRES, University of Colorado(科罗拉多大学联合空间环境研究中心);University of Colorado(科罗拉多大学);Aberystwyth University(阿伯里斯特威斯大学);Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);Boston College(波士顿学院)
Three-dimensional reconstruction of CME-driven shock-streamer interaction from radio and EUV observations: a different take on the diagnostics of coronal magnetic fields
Neutral Helium Triplet Spectroscopy of Quiescent Coronal Rain with Sensitivity Estimates for Spectropolarimetric Magnetic Field Diagnostics
由于其极化性和磁场敏感性,以及中性氦在部分电离太阳环境中的作用,中性氦三重态(orthohelium)系统提供了重要的,但未充分利用,诊断太阳日冕雨。这项工作描述了在NOAA活动区12468冠状雨的离边观测,在他我10830 $Å$三重获得使用大规模MultipleXed成像光谱仪实验在邓恩太阳望远镜以及从美国宇航局的太阳动力学观测和界面区域成像光谱仪的同时观测。我们在IRIS 1400 $Å$和2796 $Å$通道以及He I 10830 $Å$中同时探测雨。所有通道之间存在的空间相干性与以前观测到的日冕雨的多热性质一致。通过自动探测确定的He I谱廓线的统计分析表明,He I谱线辐射平均为$10^{4}$ ergs cm $^{-2}$ s $^{-1}$ sr $^{-1}$ ;平均平移速度为70 km s $^{-1}$,多普勒宽度分布在10 km s $^{-1}$左右。基于这些结果,预期He I极化信号的前向模型使我们能够使用合成观测值和反演算法(包括适合散射角约束材料沿视线的位置)来估计即将到来的美国国家科学基金会的Daniel K. Inouye太阳望远镜。我们预测联合观测的He I 10830 $Å$和5876 $Å$多重,使用第一光仪器,将提供反向磁场错误的$\pm3.5$ G($2σ$)的空间尺度的$0.5''$($\sim360$公里)假设动态有限的积分时间…
Coronal Diagnostics Via Modelling Periodic-Beaded Stripes of Solar Radio Bursts
Shandong Key Laboratory of Space Environment and Exploration Technology, College of Physics and Electronic Information, Dezhou University(德州学院物理与电子信息学院空间环境与探测技术山东省重点实验室);Center for Integrated Research on Space Science, Astronomy, and Physics, Institute of Frontier and Interdisciplinary Science, Shandong University(山东大学前沿交叉科学研究院空间科学、天体物理和物理学集成研究中心);Shandong Key Laboratory of Space Environment and Exploration Technology, Institute of Space Sciences, Shandong University(山东大学空间科学学院空间环境与探测技术山东省重点实验室)
Coronal Diagnostics from Narrowband Images around 30.4 nm
在以30.4 nm为中心的波段拍摄的图像通常用于绘制太阳盘面上He II Ly α线的辐射。该谱线是在太阳光谱中观察到的极紫外线中最强的谱线之一,也是该波长范围内提供有关上色球层或下过渡区信息的少数谱线之一。然而,当观察离边日冕时,来自附近Si XI 30.3 nm线的贡献可能变得显着。在这项工作中,我们的目标是估计这两条线在太阳活动最小的太阳日冕的相对贡献。我们将2008年8月CDS的测量结果与日冕半经验模型的温度和密度分布相结合,计算了两条线以及其他代表性日冕线(例如,Mg X 62.5nm,Si XII 52.1nm)。考虑到两个诊断量从线比(温度和密度)和线辐射的绝对单位,我们得到一个很好的整体观测和模型之间的匹配。我们发现,在流光中,Si XI谱线从临边上方一直到~2 RSun,对He II谱线的贡献占主导地位,而在~2 - 3RSun以外的日冕中,Si XI谱线对30.4nm波段窄带成像的贡献将变小,甚至可以忽略不计,其精确值强烈地依赖于日冕温度廓线。
3D MHD simulations of coronal loops heated via magnetic braiding II. Automatic detection of reconnection outflows and statistical analysis of their properties
The Impact of New EUV Diagnostics on CME-Related Kinematics
我们提出了应用新的诊断光谱观测的日冕物质抛射(CME)的磁盘上的极紫外成像光谱仪(EIS)的日出号航天器。我们应用最近开发的线轮廓不对称性分析的光谱观测NOAA AR 10930在2006年12月14日至15日的三个光栅观测之前和期间爆发的1000公里/秒的日冕物质抛射。我们看到观察者的视线和磁场几何形状对所使用的诊断的影响。此外,更重要的是,我们确定了磁盘上的签名高速外流背后的日冕物质抛射在昏暗的区域所产生的结果,爆发。支持最近的冠状观测的STEREO航天器,我们推测的动量通量从这个流出作为一个次要的动量源的CME。提出的结果突出了光谱测量的重要性,CME的运动学,以及需要全磁盘天气光谱观测的日冕和色球等离子体捕捉这种爆炸性的能量释放的签名作为一种方式,提供更好的约束CME传播时间L1,或任何其他感兴趣的点在日光层。
Solar coronal lines in the visible and infrared. A rough guide
我们回顾了日冕的可见光和红外线,收集以前的观测,并比较,只要可用,观察到的辐射与预测的各种模型:安静的太阳,一个适度活跃的太阳,和一个活跃的区域附近观察到的肢体,约1.1 R $_{\odot}$。我们还为安静的太阳情况下的离边辐射建模。我们在CHIANTI版本8中使用了最新的原子数据。比较结果是令人满意的,因为所有的强可见线现在都有了明确的标识。我们修正了以前的几个鉴定,并提出了一些新的鉴定。我们还列出了大量我们目前没有原子数据的观察到的谱线,因此仍在等待确定。我们还表明,一个显着的日冕线的数量应该是在近红外光谱区域观察到的丹尼尔K。Inouye太阳望远镜(DKIST)和AIR-Spec仪器,在2017年8月21日日食期间观察日冕。我们还简要讨论了许多潜在的光谱诊断可用于可见光和红外线,特别强调电子密度和化学丰度的测量。我们简要地指出了一些潜在的诊断,可以与未来的红外仪器,正在建造的DKIST和计划的日冕太阳磁场观测站(COSMO)。最后,我们强调需要进一步改进原子数据。
Volume Dependence of Helicity-based Eruption Diagnostics in Recurrent Coronal Jets
School of Astronomy and Space Science and Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics, Nanjing University(南京大学天文与空间科学学院与现代天文学和天体物理学重点实验室);National Key Laboratory of Deep Space Exploration/School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学深空探测全国重点实验室/地球与空间科学学院);Institute for Space-Earth Environmental Research, Nagoya University(名古屋大学宇宙地球环境研究所);School of Earth and Space Sciences, Peking University(北京大学地球与空间科学学院)
Coronal Densities, Temperatures and Abundances During the 2019 Total Solar Eclipse: The Role of Multi-Wavelength Observations in Coronal Plasma Characterization
机载红外光谱仪(AIR-Spec)为探索近红外(NIR)波长范围提供了前所未有的机会。它曾在2017年和2019年的两次日全食中飞行。在第二次飞行(2019年7月2日)中,大大改进的仪器的波长范围被转移到覆盖S XI的两条密度敏感线。在本文中,我们研究了详细的诊断温度,电子密度和元素丰度的比较结果从AIR-Spec狭缝位置以上的东,西翼与Hinode/EIS,PolarCam探测器和SDO/AIA。我们发现从EIS EUV线比率获得的电子密度,从NIR S XI比率获得的电子密度和从偏振亮度PolarCam测量获得的电子密度非常一致。电子密度的范围从靠近肢体的Log Ne [cm] $^{-3}]$ = 8.4,下降到$R_0=1.3$的7.2。EIS谱表明,西翼以上的温度分布是近等温的约1.3 MK,而在东部有一个额外的高T分量。AIR-Spec在Si X和S XI中的辐射率以及AIA在171、193和211埃波段的数据与EIS结果一致。EIS和AIR-Spec数据表明,硫丰度(相对于硅)在这两个地区都是光球,证实了我们之前对2017年日食的结果。AIA数据还表明,铁的绝对丰度是光球的。我们的分析证实了近红外波长范围的诊断潜力的重要性,这一重要的波长范围可以可靠地和独立地用于确定日冕等离子体参数。
Sulfur fractionation in coronal plumes as observed by Solar Orbiter/SPICE
Université Paris-Saclay, CNRS, Institut d’Astrophysique Spatiale(巴黎萨克雷大学);European Space Agency(欧洲空间局);Mullard Space Science Laboratory, University College London(伦敦大学学院穆拉德太空科学实验室);Dublin City University(都柏林城市大学);Dublin Institute for Advanced Studies(都柏林高等研究院)