$Interface~Region~Imaging~Spectrometer$($IRIS$)的高分辨率观测揭示了一种特殊类型的小型太阳喷流的存在,这些喷流从悬挂在日冕中的龙卷风状日珥中单独或成群地出现。在这项研究中,我们对龙卷风事件中选定的43架小型喷气式飞机进行了详细的统计分析。结果表明,微型喷流的长度一般为1.0-6.0 μ m,宽度一般为0.2-1.0 μ m,寿命一般为10-50 s,速度一般为100-350 km/s $^{-1}$,加速度一般为3-20 km/s $^{-2}$。基于光谱诊断和EM-Loci分析,这些喷流似乎是多热小尺度等离子体喷射,估计平均电子密度为$\sim$ 2.4 $\times$ 10 $^{10}$ cm $^{-3}$,近似平均温度为$\sim$ 2.6 $\times$ 10 $^{5}$ K。它们的平均动能密度、热能密度和耗散磁场强度分别为9 erg cm $\sim$、3 erg cm $^{-3}$和16 G。小型喷流的加速、某些小型喷流足点处的紫外和极紫外增亮以及主日珥的激活表明,龙卷风小型喷流可能是由(a)日珥场与包络场或背景场之间或(b)日珥内扭曲或编织的通量管之间的细尺度外部或内部磁重联产生的。这些观测提供了对日冕中这种重连事件的几何形状的深入了解,并对日珥磁场的结构和不稳定性产生了影响,而这种不稳定性是导致日冕物质抛射和日冕物质抛射的原因。
英文摘要:
High-resolution observations from the $Interface~Region~Imaging~Spectrometer$ ($IRIS$) reveal the existence of a particular type of small solar jets, which arose singly or in clusters from a tornado-like prominence suspended in the corona. In this study, we perform a detailed statistical analysis of 43 selected mini-jets in the tornado event. Our results show that the mini-jets typically have: (1) a projected length of 1.0-6.0 Mm, (2) a width of 0.2-1.0 Mm, (3) a lifetime of 10-50 s, (4) a velocity of 100-350 km s$^{-1}$, and (5) an acceleration of 3-20 km s$^{-2}$. Based on spectral diagnostics and EM-Loci analysis, these jets seem to be multi-thermal small-scale plasma ejections with an estimated average electron density of $\sim$2.4 $\times$ 10$^{10}$ cm$^{-3}$ and an approximate mean temperature of $\sim$2.6 $\times$ 10$^{5}$ K. Their mean kinetic energy density, thermal energy density and dissipated magnetic field strength are roughly estimated to be $\sim$9 erg cm$^{-3}$, 3 erg cm$^{-3}$, and 16 G, respectively. The accelerations of the mini-jets, the UV and EUV brightenings at the footpoints of some mini-jets, and the activation of the host prominence suggest that the tornado mini-jets are probably created by fine-scale external or internal magnetic reconnections (a) between the prominence field and the enveloping or background field or (b) between twisted or braided flux tubes within the prominence. The observations provide insight into the geometry of such reconnection events in the corona and have implications for the structure of the prominence magnetic field and the instability that is responsible for the eruption of prominences and coronal mass ejections.
Dynamics of a solar prominence tornado observed by SDO/AIA on 2012 November 7-8
我们使用太阳动力学天文台/大气成像组件在2012年11月7日至8日期间获得的171,304,193和211个谱线的时间序列来研究日珥龙卷风的详细动力学。龙卷风最早出现在07年11月08:00 UT,近地面,逐渐上升的平均速度$\sim$ 1.5 km s $^{-1}$,并持续超过30小时。时间-距离图显示两种模式的准周期性横向位移的龙卷风轴的周期为40和50分钟,在不同的阶段的龙卷风的发展。第一种模式发生在上升阶段,可以用扭曲龙卷风的向上运动来解释。第二种模式发生在演化的后期,此时龙卷风已经停止上升,可能是由龙卷风中的MHD扭结波或两个龙卷风线绕着一个共同的轴旋转引起的。后一种假说得到了以下事实的支持:龙卷风在准周期阶段有时表现出双重结构。211和193的谱线显示日珥/龙卷风上方有一个日冕空洞,它在世界时$\sim$ 13:00开始膨胀,并持续上升到太阳边缘上方。龙卷风最终变得不稳定,并于11月8日15:00(世界时)与相应的日珥一起爆发为日冕物质抛射(CME)。空洞和与龙卷风相关的日珥演化的最后阶段类似于磁爆发模型。另一方面,扭折不稳定性可能会破坏扭曲龙卷风的稳定性,因此日珥龙卷风可以作为日冕物质抛射的前兆。
Tornado-Like Evolution of A Kink-Unstable Solar Prominence
我们在2014年11月1日报道了一个静止日珥的龙卷风状演变。日珥的东段首先缓慢上升,转变成一个高出边缘约150毫米的拱形结构;然后,拱在左手方向上适度地扭动,而原本黑暗的日珥物质在Fe IX 171~ 175的通带中发射,在翘曲拱的东边缘出现了辫状结构,辫状结构的解体与EUV的瞬时增亮有关,有助于形成幕状结构(CLS)。如果从上面看,CLS由无数绕垂直方向逆时针旋转的线状环组成。观察到加热的突出物材料沿着这些环滑动并落在细丝通道外部。龙卷风最终解体,剩余的物质沿着一个大约一整圈的左旋螺旋路径飞行,通过立体重建证实,进入日珥稳定的西部部分的空腔。我们认为日珥的龙卷风状演化是由螺旋扭折不稳定性控制的,而CLS是通过日珥场和上覆日冕场之间的磁重联形成的。
Magnetic field in atypical prominence structures: Bubble, tornado and eruption
在四年的协调活动中,用THEMIS望远镜获得了对双折射的分光偏振观测。我们现在的目标是了解“非典型”磁共振中冷等离子体和磁性的条件,即当测得的磁场倾角在某种程度上偏离“典型”磁共振中占主导地位的水平场时。在这些日珥类型中,磁场的作用是什么?在这些情况下,等离子体动力学是否比磁性支撑更重要?我们的研究集中在三种类型的“非典型”的爆发(龙卷风,气泡和喷流状的日珥爆发),都已被THEMIS观测到的He I D_3线,从中可以得到斯托克斯参数。在考虑Hanle效应的单次散射模型上,利用主成分分析反演方法,得到了每个像元的磁场强度、倾角和方位角。龙卷风中的磁场被发现或多或少是水平的,而对于爆发日珥,它主要是垂直的。我们估计,气泡内部的磁场强度值比周围日珥外部的更高。在我们数据库中的所有模型中,每个像素只考虑一个磁场方向。虽然这个假设对于大多数主日珥天体来说是足够的,但对于非典型日珥结构来说,这个假设似乎过于简单化了。我们应该把这些观测结果看作是多个磁场叠加的结果,甚至可能有一个湍流场分量。
Solar Magnetized Tornadoes: Rotational Motion in a Tornado-like Prominence
Su等人在2012年提出了一种新的解释,认为细丝的形成和喷发是由表面上的漩涡驱动的旋转磁性结构。当这些结构出现在边缘上方时,它们被认为是类似龙卷风的风暴。它们可能作为等离子体的来源和细丝的扭曲起着关键作用。然而,没有观测成功区分旋转运动的磁结构在龙卷风般的湍流从其他运动,如振荡和逆流等离子体流。在这里,我们报告的证据旋转运动在一个龙卷风般的突出。两条日冕线的光谱观测是由一个专门设计的Hinode/EIS观测程序获得的。这些数据揭示了在日珥腿中存在冷的和百万度的热等离子体,支持所谓的“日冕过渡区”。日珥两侧相反的速度和它们持续的时间演化,以及SDO/AIA暗结构中明显的周期性运动,表明冷、热等离子体都有一个旋转运动,速度为$\sim$ 5 km s $^{-1}$ .
Comparing UV/EUV line parameters and magnetic field in a quiescent prominence with tornadoes
上下文理解等离子体和磁场之间的密切关系对于描述和解释观测到的太阳磁场的复杂动力学是重要的。目的。我们确定,如果一个密切的关系,等离子体和磁场参数测量在一个良好的观测日珥与高空间分辨率可以找到。我们选择了2014年7月15日从太空(IRIS,Hinode,SDO)和地面(THEMIS)观察到的日珥。我们使用2D互相关技术对数据集进行稳健的共对准。我们推导出的磁场参数从分光偏振测量的He I D3线THEMIS。比较了IRIS观测到的Mg II h和k线的线比和视速度与磁场强度、倾角和方位角的关系。使用Hinode/EIS Fe XII线比率计算电子密度,并与THEMIS和IRIS数据进行比较。结果我们发现镁II k/h的比率约为1.4无处不在,类似于以前发现的值在brachiences。我们还发现,磁场是最强的(约30 G),主要是在龙卷风般的日珥腿水平。k3多普勒频移被发现是+/- 10公里/秒之间的任何地方。电子密度在1.5e6 K的温度下被发现是约1 e9/cm 3。磁场参数之间没有显着的相关性,和任何其他等离子体参数从EUV光谱推断,这可以解释在本研究中使用的线的温度的巨大差异。结论.这是第一次在日珥中以高空间分辨率对等离子体和磁场参数进行详细的统计研究。我们的研究结果提供了重要的约束未来模型的等离子体和磁场在这些结构。
Solar Magnetized "Tornadoes": Relation to Filaments
太阳磁化“龙卷风”是在太阳大气中发现的一种现象,在日冕中表现为龙卷风状结构,但根在光球层。像其他太阳现象一样,太阳龙卷风是磁化等离子体的一个特征,因此与地球上的龙卷风截然不同。在这里,我们报告了对太阳“龙卷风”的第一次分析{在本信的修订期间,分别在《天体物理学杂志快报》(Li et al. 2012)和《自然》(Wedemeyer-Böhm et al. 2012)上发表了两篇专注于太阳龙卷风不同方面的论文。对两个事件的详细案例研究表明,它们是旋转的垂直磁结构,可能是由光球层中的底层涡旋流驱动的。它们通常作为一个群体存在,并与暗条/日珥有关,这是另一种重要的太阳现象,其形成和喷发仍然是个谜。太阳龙卷风可能在供应质量和扭曲的细丝方面发挥着独特的作用。这些发现可能为丝状体的形成和喷发提供新的解释。
Magnetic structure of an activated filament in a flaring active region
虽然人们对静态磁致伸缩中的磁场进行了广泛的研究,但对激活磁致伸缩中的磁场却知之甚少。本文介绍了耀斑活动区激活暗条的磁场结构的观测结果。我们研究,特别是,它的磁结构和视线流在其早期激活阶段,不久之前,它显示出旋转的迹象。我们反演了在特内里费岛VTT观测到的色球He I 10830 A三线态和光球Si I 10827 A线的Stokes轮廓。利用这些反演结果,我们提出和解释的速度和磁场的第一张地图中获得的激活灯丝,在光球和色球。在暗条的色球层中发现了多达5种不同的磁性成分,而在暗条之外,一个单一的成分就足以重现观测结果。显示向上流动的磁性部件优选地朝向细丝的中心定位,而向下流动沿着细丝的外围集中。此外,向上流动的气体与相对于光球的极性相反的磁性配置相关联,而向下流动的气体与相同极性的配置相关联。激活的灯丝具有相当复杂的结构。尽管如此,在正常配置中,它与磁通绳兼容,尽管是扭曲的磁通绳。观测结果最好用上升的通量绳来解释,其中一部分细丝材料仍然稳定地储存(向上流动的材料,随着场上升),而另一部分不再稳定地储存并沿着场线向下流动。