Sunquakes are helioseismic power enhancements initiated by solar flares, but not all flares generate sunquakes. It is curious why some flares cause sunquakes while others do not. Here we propose a hypothesis to explain the disproportionate occurrence of sunquakes: during a flare's impulsive phase when the flare's impulse acts upon the photosphere, delivered by shock waves, energetic particles from higher atmosphere, or by downward Lorentz Force, a sunquake tends to occur if the background oscillation at the flare footpoint happens to oscillate downward in the same direction with the impulse from above. To verify this hypothesis, we select 60 strong flares in Solar Cycle 24, and examine the background oscillatory velocity at the sunquake sources during the flares' impulsive phases. Since the Doppler velocity observations at sunquake sources are usually corrupted during the flares, we reconstruct the oscillatory velocity in the flare sites using helioseismic holography method with an observation-based Green's function. A total of 24 flares are found to be sunquake active, giving a total of 41 sunquakes. It is also found that in 3-5 mHz frequency band, 25 out of 31 sunquakes show net downward oscillatory velocities during the flares' impulsive phases, and in 5-7 mHz frequency band, 33 out of 38 sunquakes show net downward velocities. These results support the hypothesis that a sunquake more likely occurs when a flare impacts a photospheric area with a downward background oscillation.
The Chromospheric Response to the Sunquake generated by the X9.3 Flare of NOAA 12673
活动区域NOAA 12673在2017年9月极度不稳定,产生了许多太阳耀斑,包括2017年9月6日太阳活动周期24中最大的X9.3耀斑。据报道,这次耀斑沿着耀斑带产生了一些太阳地震(Sharykin & Zhao vichev 2018; Zhao & Chen 2018)。我们已经使用了同时间和同空间的日震和磁成像仪(HMI)的视线(LOS)和瑞典1米太阳望远镜观测显示这些太阳地震的色球层响应的证据。对Ca II 8542的\space谱线波前轮廓的分析表明,波峰产生强烈的蓝色不对称,而波谷最多产生非常轻微的红色不对称。我们使用组合HMI,SST数据集创建时间-距离图,并推导出响应的视横向速度和加速度。这些速度范围从4.5 km s $^{-1}$到29.5 km s $^{-1}$,恒定加速度为8.6 x 10 $^{-3}$ km s $^{-2}$。除了重心(COG)方法外,我们还采用了NICOLE反演方法来推导2.4 km s $^{-1}$至3.2 km s $^{-1}$的LOS速度。这两种技术都表明,波峰是由上升流造成的。我们相信这是耀斑引起的第一个色球层信号。
Highly Energetic Electrons Accelerated in Strong Solar Flares as a Preferred Driver of Sunquakes
日震是在某些高能太阳耀斑中激发的增强型地震波。到目前为止,它们的起源仍有争议。本文选取了24太阳活动周的20个强耀斑,其脉冲相位被\emph{Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager}(\emph{RHESSI})完全捕获。在我们的样本中,12个日震活动耀斑中有11个的硬X射线(HXR)辐射与白光(WL)增强和日震表现出良好的时空相关性。光谱分析还揭示了一个更硬的光子光谱,延伸到几百千电子伏,这意味着相当大的人口耀斑加速非热电子在高能量。从数量上看,在300 keV以上的电子总能量的太阳活动耀斑是系统的不同,在太阳平静耀斑,而差异是边缘的电子超过50 keV。所有这些事实都支持高能电子作为太阳地震的首选驱动力。这样一个电子驱动的情况下,可以合理地容纳在最近提出的选择规则的框架内产生的太阳地震。对于剩下的一个事件,日震震中与磁印记是同空间的,即,光球上磁场的永久变化。定量计算表明,耀斑引起的向下洛伦兹力可以做足够的功来驱动日震,作为一个可行的日震驱动器为这个特定的事件。
A Statistical Study of Photospheric Magnetic Field Changes During 75 Solar Flares
在太阳耀斑期间观测到光球磁场的突变和永久变化。这些变化似乎与磁场的重新配置有关,但其起源仍不清楚。利用太阳动力学天文台/日震和磁成像仪的观测资料,对18次X级、37次M级、19次C级和1次B级耀斑期间的永久视线磁场($B_{\rm LOS}$)变化进行了统计分析。我们研究了永久性变化的性质,如频率、面积和位置。我们检测到59/75个耀斑的$B_{\rm LOS}$改变。我们发现,强烈的耀斑更有可能表现出变化,所有的耀斑$\ge$ M1.6展示他们。对于较弱的耀斑,在6/17 C耀斑中观察到永久性变化。34.3%的永久性改变发生在半影区,18.9%发生在本影区。在23/75次耀斑中,部分半影出现或消失。耀斑越强,发生永久变化的区域越大。强耀斑也表现出较大的磁通量变化,但磁通量变化与日心角无关。耀斑相关磁场变化的平均变化率为20.7 Mx cm $^{-2}$ min $^{-1}$。永久性变化的数量随着与极性反转线的距离呈指数衰减。永久性变化强度的频率呈指数下降,观察到的永久性变化高达750 Mx cm $^{-2}$。我们的结论是,永久磁场的变化是一种常见的现象,在耀斑,和未来的研究将澄清它们的关系,加速电子,白光发射,和日震,以进一步调查它们的起源。
Chromospheric condensations and magnetic field in a C3.6-class flare studied via He I D3 spectro-polarimetry
上下文耀斑期间的磁重联发生在日冕中,但耀斑能量的很大一部分沉积在色球层中。然而,耀斑的高分辨率光谱偏振色球观测是非常罕见的。最常用的观测量是Ca II 8542和He I 10830。目的。我们的目标是研究色球在C3.6级耀斑通过光谱偏振观测的He I D3线。方法.我们提出了第一个SST/CRISP光谱偏振观测He I D3。我们使用反演程序HAZEL分析数据,并估计LOS速度和磁场矢量。结果在耀斑期间观测到耀斑足点处的强He I D3发射以及追踪耀斑环的强He I D3吸收剖面。耀斑足点处的He I D3移动发射核在其前缘表现出高达$\sim$ 60 km/s的强烈色球凝聚。我们的观测结果表明,这种凝聚的结果在震撼深色球层,造成广泛的和适度的蓝移He I D3的配置文件,表明随后的上升流。在耀斑脚点测得一个高达$\sim$ 2500 G的强而相当垂直的磁场,证实He I D3线很可能在这些位置的深色球层中形成。我们提供色球视线速度和磁场地图通过He I D3反演。我们提出了一个扇形脊柱配置耀斑磁场拓扑结构。结论. He Ⅰ D3谱线是研究耀斑色球层的极好诊断谱线。观测到了强凝聚对深色球层的影响。获得了耀斑动力学和磁场的详细地图。
Influence of Cross-sectional Expansion on Coronal Emissions from a Radiatively Cooling Solar Flare Loop
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University(南京大学天文与空间科学学院);Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University), Ministry of Education(教育部现代天文学和天体物理学重点实验室(南京大学))