Spatially Resolved Ultraviolet Spectroscopy of the Great Dimming of Betelgeuse
Andrea K. Dupree, Klaus G. Strassmeier, Lynn D. Matthews, Han Uitenbroek, Thomas Calderwood, Thomas Granzer, Edward F Guinan, Reimar Leike, Miguel Montargès, An… 展开作者
Andrea K. Dupree, Klaus G. Strassmeier, Lynn D. Matthews, Han Uitenbroek, Thomas Calderwood, Thomas Granzer, Edward F Guinan, Reimar Leike, Miguel Montargès, Anita M. S. Richards, Richard Wasatonic, Michael Weber
明亮的超巨星参宿四（猎户座阿尔法，HD 39801）在2019年12月和2020年第一季度经历了视觉变暗，达到历史最低值2020年2月7日$-$ 13。在2019年9月至11月期间，在光学变暗事件之前，光球正在扩大。与此同时，空间分辨紫外光谱使用哈勃太空望远镜/空间望远镜成像光谱仪显示，紫外光谱和镁II线发射从色球在南半球的恒星大幅增加。此外，从光谱和C II诊断推断的温度和电子密度也在这个半球增加。这些变化发生在大调光事件之前。Mg II k线剖面的变化表明，从2019年9月到2019年11月，物质因脉冲或声震的通过而向外移动。看来，这种非同寻常的流出物质的恒星，可能是由对流光球元素，是加强了一致的向外运动在这一阶段的$\sim$ 400天的脉动周期。这些紫外线观测似乎提供了光球层中已知的大型对流单体与2019年12月成像的南半球尘埃云冷却形成的质量喷射事件之间的联系，并导致参宿四在2020年2月的异常光学变暗。
英文摘要：
The bright supergiant, Betelgeuse (Alpha Orionis, HD 39801) experienced a visual dimming during 2019 December and the first quarter of 2020 reaching an historic minimum 2020 February 7$-$13. During 2019 September-November, prior to the optical dimming event, the photosphere was expanding. At the same time, spatially resolved ultraviolet spectra using the Hubble Space Telescope/Space Telescope Imaging Spectrograph revealed a substantial increase in the ultraviolet spectrum and Mg II line emission from the chromosphere over the southern hemisphere of the star. Moreover, the temperature and electron density inferred from the spectrum and C II diagnostics also increased in this hemisphere. These changes happened prior to the Great Dimming Event. Variations in the Mg II k-line profiles suggest material moved outwards in response to the passage of a pulse or acoustic shock from 2019 September through 2019 November. It appears that this extraordinary outflow of material from the star, likely initiated by convective photospheric elements, was enhanced by the coincidence with the outward motions in this phase of the $\sim$400 day pulsation cycle. These ultraviolet observations appear to provide the connecting link between the known large convective cells in the photosphere and the mass ejection event that cooled to form the dust cloud in the southern hemisphere imaged in 2019 December, and led to the exceptional optical dimming of Betelgeuse in 2020 February.
What can we learn about solar coronal mass ejections, coronal dimmings, and Extreme-Ultraviolet jets through spectroscopic observations?
我们分析了几个数据集获得的Hinode/EIS和CME和EUV喷流爆发过程中发现各种类型的流量。CME诱导的调光区域的特征在于显着的蓝移和增强的线宽，通过使用一个单一的高斯拟合。而红蓝（RB）不对称性分析和RB引导的双重高斯拟合的日冕线轮廓表明，这些可能是由一个强的背景发射分量和一个相对较弱（~10%）的高速（~100 km s-1）的上升流分量的叠加。这一发现表明，在变暗区的外流速度可能是100 km s-1的顺序，而不是之前报道的~20 km s-1。密度和温度诊断表明，调光主要是密度降低的影响，而不是温度变化。不同方法估算的暗区质量损失基本一致，约为相关日冕物质抛射质量的20%-60%。在RB不对称性分析的指导下，我们还发现了几个与温度相关的流出（速度随温度增加）（最深）调光区域之外。在爆发的CME环和EUV喷流中，在日冕和过渡区温度下形成的发射线的轮廓被发现表现出两个分离良好的组件，一个几乎固定的组件占背景发射和高度蓝移（~200 km s-1）的组件表示从喷发物质的发射。这两个分量可以很容易地分解，通过双高斯拟合，我们可以诊断的电子密度，温度和质量的喷出物。结合蓝移分量的速度和来自同步成像观测的喷发物质的投影速度，我们可以计算出喷出物的真实速度。
New Spatially Resolved Observations of Betelgeuse from the VLA and ALMA: Evidence for Atmospheric Perturbations from a Close Companion
Massachusetts Institute of Technology Haystack Observatory（麻省理工学院海斯塔克天文台）；Jodrell Bank Centre for Astrophysics, School of Physics and Astronomy, University of Manchester（曼彻斯特大学物理与天文学学院乔德雷尔银行天体物理中心）；European Southern Observatory/Atacama Large Millimeter/submillimeter Array（欧洲南方天文台/阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列）
The Temperature-Dependent Nature of Coronal Dimmings
在太阳爆发事件中，磁场的开放常常伴随着局部日冕辐射的变暗。从2008-2009年期间STEREO上的极紫外成像仪记录的暗条喷发的观测结果来看，很明显，无论是在盘上还是在边缘上方，19.5 nm处的暗化都比17.1 nm处的低温线明显得多。我们的结论是，大多数较冷的日冕等离子体并没有被喷射出来，而是在环打开时保持引力束缚。这一结果与今田及其同事的多普勒测量结果相一致，他们发现，在温度超过1兆焦耳时，瞬变冕洞中的上升流速度急剧增加;与更热的羽间区域相比，这也与极地羽流的准静态行为相一致，而羽间区域是快速太阳风的主要来源。当开放的通量重新连接并再次关闭时，捕获的等离子体最初被加热到如此高的温度，以至于在Fe IX 17.1 nm处不再可见。相应地，17.1 nm的图像显示了一条远离极性反转线传播的暗带或"热波“，与增亮的Fe XV 28.4 nm和Fe XII 19.5 nm的喷发后环及其足点区域一致。这样的暗带提供了一个不是由密度耗尽引起的暗化的明显例子。“热波”的传播是由通量的关闭而不是打开驱动的，并且可以在翼外和盘上观察到。
Exploring if a coronal dimming event can produce coronal hole-like properties
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；PMOD/WRC（世界辐射中心）；Computational Physics Inc.（计算物理公司）；University College London（伦敦大学学院）；National Institutes of Natural Sciences, National Astronomical Observatory of Japan（国立天文台）；Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung（马克斯·普朗克太阳系统研究所）；University of Applied Sciences and Arts Northwestern Switzerland（瑞士西北应用科学艺术大学）；Instituto de Astronomía y Física del Espacio, IAFE, UBA-CONICET（阿根廷国家科学技术研究委员会天文与空间物理研究所）；School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews（圣安德鲁斯大学数学与统计学院）；NASA/Marshall Space Flight Center（美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心）
