在高度上围绕一个太阳半径的大日冕环是太阳风和低日冕之间的重要联系。然而,它们的等离子体性质是不明确的,因为标准的X射线和UV技术不适合这些低密度环境。从10兆赫以上的J型太阳射电爆发的诊断非常适合于理解这些日冕环。尽管如此,J型爆发的研究比III型爆发少,部分原因是日冕环的曲率使它们不适合使用标准的日冕密度模型。我们使用低频阵列射线(LOFAR)和帕克太阳探测器(PSP)太阳射电动态谱,在2019年4月10日观测到的太阳射电噪声风暴期间识别出27个III型爆发和27个J型爆发。我们发现,它们的激励器速度是相似的,这意味着一个共同的加速区域,沿开放和封闭的磁结构注入电子。我们描述了一种新的技术来估计日冕环的密度模型,从J-爆发动力学谱,发现典型的环顶点高度约1.3太阳半径。在这个高度上,平均尺度高度为0.36太阳半径,平均温度约为1 MK,平均气压为0.7 mdyn cm $^{-2}$,平均最小磁场强度为0.13 G。我们将讨论这些参数相比,更小的冠状环。
英文摘要:
Large coronal loops around one solar radius in altitude are an important connection between the solar wind and the low solar corona. However, their plasma properties are ill-defined as standard X-ray and UV techniques are not suited to these low-density environments. Diagnostics from type J solar radio bursts at frequencies above 10 MHz are ideally suited to understand these coronal loops. Despite this, J-bursts are less frequently studied than their type III cousins, in part because the curvature of the coronal loop makes them unsuited for using standard coronal density models. We used LOw-Frequency-ARray (LOFAR) and Parker Solar Probe (PSP) solar radio dynamic spectrum to identify 27 type III bursts and 27 J-bursts during a solar radio noise storm observed on 10 April 2019. We found that their exciter velocities were similar, implying a common acceleration region that injects electrons along open and closed magnetic structures. We describe a novel technique to estimate the density model in coronal loops from J-burst dynamic spectra, finding typical loop apex altitudes around 1.3 solar radius. At this altitude, the average scale heights were 0.36 solar radius, the average temperature was around 1 MK, the average pressure was 0.7 mdyn cm$^{-2}$, and the average minimum magnetic field strength was 0.13 G. We discuss how these parameters compare with much smaller coronal loops.
Deriving the Coronal Hole Electron Temperature: Electron Density Dependent Ionization/Recombination Considerations
将理论推导出的谱线比与观测数据进行比较,可以估算出等离子体的物理参数,如电子密度或温度。计算谱线比的通常做法是假设电子/质子激发,然后辐射衰变。此外,使用所谓的日冕近似是正常的,即只考虑电离和从基态的复合。更准确的处理方法是包括到亚稳态水平和从亚稳态水平的电离/复合。在这里,我们将其应用于相邻电离阶段的两条线; Mg IX 368 A和Mg X 625 A,这已被证明是一个非常有用的温度诊断。在典型的冕洞条件下的密度,假设零密度极限导出的电子温度与电子密度相关的电离/复合之间的差异很小。然而,对于电子密度大几个数量级的耀斑,情况并非如此。太阳活动最大时冕洞的温度约为1.04 MK,而太阳活动最小时的温度略低于0.82 MK。
A turbulence index independent framework for deriving solar wind speed and coronal electron density from radio spectral broadening
Indian Institute of Technology Indore(印度印多尔理工学院);Indian Space Research Organization, Vikram Sarabhai Space Centre(印度空间研究组织,维克拉玛·萨拉巴伊航天中心);University of Kerala(喀拉拉大学);The University of Tokyo(东京大学);Kyoto Sangyo University(京都产业大学)
LOFAR observations of a jet-driven piston shock in the low solar corona
太阳产生高度动态和爆发的事件,可以驱动冲击通过日冕。这些冲击可以加速电子,从而导致以II型射电爆发形式的等离子体发射。尽管有大量的II型射电暴观测,日冕冲击的确切起源仍然有待调查。在这里,我们提出了一个观测良好的太阳爆发事件发生在2015年10月16日,重点是大气成像组件(SDO/AIA)在极紫外(EUV)中观察到的喷流,大角度和光谱日冕仪(SOHO/LASCO)在白光中观察到的流光,以及低频率阵列(LOFAR)观察到的米制II型射电爆发。LOFAR干涉成像的基本和谐波源的第二类射电爆发,并透露,源似乎并不共空间,将预期从等离子体发射机制。我们使用一个模型,该模型占无线电波的散射在湍流等离子体中的电子密度波动的基波和谐波之间的分离进行校正。这使我们能够显示II型射电源位于喷流上方$\sim$ 0.5 R $_\odot$,并以$\sim$ 1000 km $^{-1}$的速度传播,这明显快于$\sim$ 200 km $^{-1}$的喷流速度。这表明II型爆发是由低日冕中的射流驱动的活塞冲击产生的。
Non-conventional Approach for Deriving the Radial Sizes of Coronal Mass Ejections at Different Instances: Discrepancies in the Estimates Between Remote and In Situ Observations
Statistical Analysis and Catalog of Non-polar Coronal Holes Covering the SDO-era using CATCH
冕洞通常被定义为在极紫外和X射线光谱中看到的暗结构,通常与开放的磁场有关。可靠地推导出冕洞边界是非常有意义的,因为它的面积,潜在的磁场和其他属性提供了重要的线索,高速太阳风加速过程和压缩区域到达地球。在这项研究中,我们提出了一个新的阈值为基础的提取方法,采用沿冕洞边界的强度梯度,这是一个用户友好的SSWIDL图形用户界面。日冕洞分析工具集(CATCH)使用户能够下载数据,执行引导日冕洞提取和分析底层光球磁场。我们使用CATCH来分析SDO时代的非极地日冕洞,基于大气成像组件(AIA)拍摄的193张滤光片和日光层和磁成像仪(HMI)拍摄的磁图,两者都在太阳动力学天文台(SDO)上。在2010年至2019年期间,我们调查了707个位于中央子午线附近的冕洞。我们发现冕洞分布在大约+/- 60度的纬度上,我们推导出其大小在1.6 x 10 9和1.8 x 10 11 km ^2之间。平均符号磁场强度的绝对值趋向于平均值2.9 +/- 1.9 G。就冕洞的丰度和大小而言,我们没有发现明显的北半球或南半球趋势。我们发现,局部和全球条件的变化可能会显着改变可靠的冕洞提取所需的阈值,因此,我们可以强调单独评估和提取冕洞的重要性。
A spectroscopic survey of infrared 1-4μm spectra in regions of prominent solar coronal emission lines of Fe XIII, Si X, and Si IX
红外太阳光谱包含有关太阳的大量物理数据,目前正在利用现代探测器和新的地面太阳望远镜技术进行探索。其中一种仪器将是丹尼尔K。Inouye太阳望远镜将能够对具有完整Stokes I,Q,U和V偏振状态的微弱红外日冕光谱进行灵敏成像。在星系和日冕中观测到了高度电离的磁偶极发射线。要量化光谱反演程序的准确性,需要对观测进行精确的光谱校准。对突出的磁偶极线周围的光谱进行仔细的解释对于导出物理参数,特别是对于量化DKIST的离边日冕观测是必不可少的。在这项工作中,我们的目标是提供一个分析的红外日冕发射线周围的Fe XIII 1074.68 nm,Fe XIII 1079.79 nm,Si X 1430.10 nm,和Si IX 3934.34 nm,与确定太阳光球线和大地线的目标相一致,这将有助于从四套太阳光球和大地线中产生可靠的反演和数据产品。太阳日冕观测这些产出将被纳入处理管道,以产生2级科学就绪数据,提供给DKIST观察员。
Statistical Evidence for the Existence of Alfvénic Turbulence in Solar Coronal Loops
最近的观测表明,能够携带大量能量的波在整个日冕中无处不在。然而,这种波能量是如何耗散的(在什么时间和长度尺度上)并释放到等离子体中的问题在很大程度上仍然没有答案。分析和数值模型先前都表明,阿尔夫维尼克湍流可能不仅在快速太阳风的产生中起着关键作用,而且在日冕环的加热中也起着关键作用。为了弥合理论和观测之间的差距,我们扩展了最近的一项研究[De Moortel et al.,ApJL,782:L34,2014]通过使用来自冠状多通道偏振计(CoMP)仪器的数据分析37个明显隔离的冠状环。我们观察到Alfvénic扰动的相位速度范围从250-750公里/秒和周期从140-270秒的选择的循环。虽然过剩的高频波功率的顶点附近观察到的一些环路(暂时支持发病的Alfvénic湍流),我们表明,这种过剩取决于环路长度和所观察到的振荡的波长。在推导环的长度/波长比和增强的波功率之间的比例关系在环的顶点,并从与这些环的线宽的分析,我们的研究结果是支持的Alfvénic湍流在冠状环的存在。
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。
Probing the magnetic field of a coronal mass ejection with PSR J1022+1001
Auckland University of Technology(奥克兰理工大学);GeoSphere Austria(奥地利地球科学中心);University of Graz(格拉茨大学);Universitá degli Studi di Milano-Bicocca(米兰比可卡大学);INAF - Osservatorio Astronomico di Cagliari(意大利国家天体物理研究所卡利亚里天文台);INFN, Sezione di Milano-Bicocca(意大利国家核物理研究所米兰比可卡分部);University Orleans(奥尔良大学);Observatoire de Paris(巴黎天文台);CNRS(法国国家科学研究中心);CNES(法国国家空间研究中心);Observatoire Radioastronomique de Nançay (ORN)(南希射电天文台);Université d’Orléans(奥尔良大学);University of Zagreb(萨格勒布大学)
Occurrence rate of stellar Type II radio bursts from a 100 star-year search for coronal mass ejections
Netherlands Institute for Radio Astronomy(荷兰射电天文研究所);University of Groningen(格罗宁根大学);Observatoire de Paris(巴黎天文台);Rhodes University(罗德岛大学);Leiden University(莱顿大学);University of Hertfordshire(赫特福德大学);University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学);Thüringer Landessternwarte(图林根州立天文台);Sorbonne Université(索邦大学);Netherlands Institute for Space Research(荷兰空间研究所)