极化磁偶极(M1)发射线为主导日冕演化的磁场提供了重要的诊断。本文提出了一种多线技术,使用特定的M1线的组合来推断全矢量磁场的光学薄发射,可以定位在一个给定的视线区域。我们的分析形式主义是一个推广的“单点反演”的方法介绍了普洛曼。我们发现,M1过渡的组合,其中每个是一个$J=1\rightarrow0$过渡或具有相等的Landé g因子的上,下水平包含退化的光谱偏振信息,禁止应用的单点反演技术。这可能包括Plowman讨论的一对红外Fe XIII线。我们将Fe XIII 1074.7 nm和Si X 1430.1 nm线确定为实施该技术的一种替代组合。我们的灵敏度分析,基于日冕环的性质,表明,对于光子噪声水平周围的$10^{-4}$的线强度,这将是可以实现的国家科学基金会的丹尼尔K。在Inouye太阳望远镜中,用这种方法可以恢复足够强度(${\sim}10$ G)且不严重倾斜于视线($\lesssim 35^{\circ}$)的磁场。退化的解决方案是存在的;但是,我们讨论如何添加约束可能有助于解决它们或减少它们的数量。
英文摘要:
Polarized magnetic dipole (M1) emission lines provide important diagnostics for the magnetic field dominating the evolution of the solar corona. This paper advances a multi-line technique using specific combinations of M1 lines to infer the full vector magnetic field for regions of optically thin emission that can be localized along a given line of sight. Our analytical formalism is a generalization of the "single-point inversion" approach introduced by Plowman. We show that combinations of M1 transitions for which each is either a $J=1\rightarrow0$ transition or has equal Landé g-factors for the upper and lower levels contain degenerate spectropolarimetric information that prohibits the application of the single-point inversion technique. This may include the pair of infrared Fe XIII lines discussed by Plowman. We identify the Fe XIII 1074.7 nm and Si X 1430.1 nm lines as one alternative combination for implementing this technique. Our sensitivity analysis, based on coronal loop properties, suggests that for photon noise levels around $10^{-4}$ of the line intensity, which will be achievable with the National Science Foundation's Daniel K. Inouye Solar Telescope, magnetic fields with sufficient strength (${\sim}10$ G) and not severely inclined to the line-of-sight ($\lesssim 35^{\circ}$) can be recovered with this method. Degenerate solutions exist; though, we discuss how added constraints may help resolve them or reduce their number.
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…
Efficient and Automated Inversions of Magnetically-Sensitive Forbidden Coronal Lines: CLEDB -- The Coronal Line Emission DataBase Magnetic Field Inversion Algorithm
Magnetic field inference in active region coronal loops using coronal rain clumps
目标。我们的目标是推断信息的磁场在低太阳日冕从日冕雨团使用高分辨率的光谱偏振观测的Ca ii 8542 A线获得的瑞典1米太阳望远镜。方法.弱场近似(WFA)提供了一个简单的工具,以获得视线分量的磁场的光谱偏振观测。我们采用了之前论文中开发的方法,以评估必须满足的不同条件,以便对手头的数据正确使用WFA。我们还利用速度测量来估计天空平面的磁场分量,从而可以推断出磁场矢量。结果我们推断的磁场矢量从数据集总计100个光谱扫描的Ca ii 8542 A线,包含一个离边视图的下部灾难性冷却的日冕环在活动区域。我们的研究结果,虽然有限的节奏和信噪比的数据,表明磁场强度数百高斯,甚至达到1000 G,是无所不在的日冕高度低于9毫米,从可见的肢体。我们的研究结果也是兼容的存在下,更大的磁场值,如以前的作品报告。然而,对于大磁场,来自日冕雨的多普勒宽度并不比塞曼宽度大得多,这阻碍了WFA的应用。此外,我们还测定了同一资料集中出现的冠状雨团和离临针状体的温度T和微湍流速度$ξ$,发现前者的T和$ξ$分布较窄,它们的平均温度相似,而冠状雨的微湍流速度小于针状体
Solar Coronal Magnetic Fields and Sensitivity Requirements for Spectropolarimetry Channel of VELC Onboard Aditya-L1
了解太阳日冕磁场对于解决太阳日冕和太阳风的长期谜团至关重要。虽然常规光球磁场(MF)几十年来,日冕磁场很少报告。Aditya-L1飞行任务(计划在不久的将来发射)上的可见发射线日冕仪(VELC)可以直接测量内日冕的MF。这可以实现与光谱偏振观测的禁断日冕发射线的帮助下,在1.05 R $_{\odot}$ - 1.5 R $_{\odot}$的视野中心在1074.7 nm。在这篇文章中,我们总结了各种直接和间接的技术,用于估计在不同的波长范围内的MF。此外,我们总结了使用VELC的分光偏振测量通道估计MF所需的预期准确度。
Magnetic fields and differential rotation on the pre-main sequence II: The early-G star HD 141943 - coronal magnetic field, H-alpha emission and differential rotation
Spectroscopic Diagnostics of Solar Magnetic Flux Ropes Using Iron Forbidden Line
在这封信中,我们介绍了界面区域成像光谱仪Fe XXI 1354.08 A两个磁通量绳(MFR)的禁止线发射,导致两次快速日冕物质抛射,速度分别为$\ge$ 1000 km s $^{-1}$和2014年9月10日和2015年6月22日的强烈耀斑(X1.6和M6.5)。由太阳动力学观测站上的大气成像组件提供的131 A和94 A通带的EUV图像显示,这两个MFR最初看起来都是悬浮的热通道状结构。有趣的是,即使在喷发之前,部分MFR也可以在Fe XXI 1354.08禁线中看到,例如,关于SOL 2014 -09-10事件。然而,线发射非常弱,仅出现在MFR的少数位置,而不是整个结构。这意味着MFR可以由具有不同温度和密度的不同线组成,基于Fe XXI禁戒线的形成需要临界温度($\sim$ 11.5 MK)和密度的事实。此外,线显示出非热加宽和蓝移的早期阶段。这表明当时的磁重联已经开始,它不仅加热了MFR,同时产生了Fe XXI线的非热加宽,而且还产生了极向通量,导致MFR上升。
Energetics of magnetic transients in a solar active region plage
密集的日冕环扎根于太阳活跃区附近的斑中。这些磁斑下的光球磁特征是在太阳表面延伸几角秒的大部分单向磁场的斑块。我们的目标是探索的瞬态性质的磁场,其混合极性的特点,并在plages使用高分辨率的观测和模拟相关的能量。我们使用光球Fe I 6173的光谱偏振观测的一个衰减的活动区从SST。这些数据进行了反演,以恢复光球磁场的plage从SDO/AIA获得的EUV发射图中确定的基础。为了更好地了解谱斑的演变,我们进行了三维辐射磁流体动力学模拟磁对流使用的MURaM代码。观测结果表明,瞬态磁通量出现和取消的时间尺度上的几个100秒和空间尺度上的颗粒的plage内的事件。这些瞬态事件发生在活动区斑环的足点。在一种情况下,这些环足点处的冠状响应明显与基础瞬态相关。模拟还揭示了类似的磁通量出现和取消事件,扩展到更小的空间和时间尺度。个别模拟的瞬态事件通过光球传递的能量通量超过1 MW m $^{-2}$。我们认为,磁瞬变可能在活动区斑能量学中起重要作用。在观测和模拟中,由瞬变磁通产生的反极性磁场与周围的谱斑场相抵消。与这种瞬变事件相关的磁重联可能会引导磁能为上覆的色球和日冕环提供动力。
Four decades of advances from MSDP to S4I and SLED imaging spectrometers
多通道减法双通(MSDP)是一种成像光谱技术,它允许在具有高空间和时间分辨率的二维视场上观察谱线轮廓。自1977年以来,它一直被广泛用于各种光谱仪(Meudon,Pic du Midi,德国真空塔望远镜,THEMIS,Wrocketaw)。我们总结了以前的发展,并描述了一个新的设计,已在Meudon开发的能力,具有更高的光谱分辨率和增加的通道数:光谱采样与切片器的太阳能仪器(S4I),它可以结合一个新的和快速的偏振分析。这种新一代MSDP技术非常适合大型望远镜。还介绍了一个衍生的紧凑版本的仪器,太阳能谱线发射多普勒仪(SLED),致力于动态研究的日冕循环中观察到的禁止的铁线,和双折射的目标。它是为观测日全食而设计的,并可分别用于观测日珥和日冕的弗罗茨瓦夫和隆姆尼奇峰日冕仪。
Chromospheric magnetic field: A comparison of He I 10830 A observations with nonlinear force-free field extrapolation
非线性无力场(NLFFF)模型已被广泛应用于日冕三维磁场的研究。NLFFF外推法中的一个假设是等离子体β很低,但在光球层中这种情况被认为是不正确的。我们检查直接测量的色球磁场在两个活跃的地区,通过分光偏振观测在He I 10830 A,这是比较的潜在领域和NLFFF外推的光球。比较允许定量估计的不确定性在NLFFF外推从光球。我们的分析表明,观测到的色球磁场可能比光球磁场具有更大的无势性。此外,在色球高度的大的非潜在性可能不会被复制的NLFFF从光球磁场外推。色球高度上的非势的低估幅度在某些位置上可达30-40度的切变符号角。这种偏离可能是由于光球层中的非力自由所造成的。我们的研究表明,在NLFFF模型中加入测得的色球磁场对改进日冕外推的重要性。
The [Fe XIII] Infrared 10747 Angstrom and 10798 Angstrom Lines in Novae
Physical Research Laboratory(物理研究实验室);University of Minnesota(明尼苏达大学);Keele University(基尔大学);Gemini Observatory/NSF’s NOIRLab(双子座天文台/美国国家科学基金会NOIRLab);Arizona State University(亚利桑那州立大学)