本文基于2.5D磁流体动力学模拟和Promweaver框架生成旋转日珥的多波段合成光谱,发现Mg II k、Ly α和Ly β线具有明显旋转特征,而Hα线信号极弱,重新引发日珥持续旋转存在性的讨论。
摘要:
我们给出了与一个2.5维磁流体动力学模拟相对应的合成光谱,该模拟描述了一个旋转日珥在Ca II 8542 Å、Hα、Ca II K、Mg II k、Ly α和Ly β谱线中的表现。日珥的旋转源于磁通量绳内部的角动量守恒,其中非对称加热在热不稳定性驱动的凝聚阶段之前施加了净旋转。光谱是利用一个基于Lightweaver框架构建的名为Promweaver的库生成的,该库为在日珥等孤立结构上引入太阳圆盘的临边昏暗辐照提供了边界条件。我们的光谱显示,即使在复杂、湍流的太阳大气条件下,Mg II k、Ly α和Ly β谱线仍具有明显的旋转特征。然而,这些信号在Ca II 8542 Å、Hα和Ca II K谱线中几乎无法探测到。最值得注意的是,我们在Hα谱线中只发现了非常微弱的旋转信号,从而重新引发了关于日珥中是否存在持续旋转的讨论。
英文摘要:
We present synthetic spectra corresponding to a 2.5D magnetohydrodynamical simulation of a rotating prominence in the Ca II 8542 Å, H$α$, Ca II K, Mg II k, Ly $α$, and Ly $β$ lines. The prominence rotation resulted from angular momentum conservation within a flux rope where asymmetric heating imposed a net rotation prior to the thermal-instability driven condensation phase. The spectra were created using a library built on the Lightweaver framework called Promweaver, which provides boundary conditions for incorporating the limb-darkened irradiation of the solar disk on isolated structures such as prominences. Our spectra show distinctive rotational signatures for the Mg II k, Ly $α$, and Ly $β$ lines, even in the presence of complex, turbulent solar atmospheric conditions. However, these signals are hardly detectable for the Ca II 8542 Å, H$α$, Ca II K spectral lines. Most notably we find only a very faint rotational signal in the H$α$ line, thus reigniting the discussion on the existence of sustained rotation in prominences.
Multi-wavelength Observation of a Failed Eruption from a Helical Kink-unstable Prominence
对日珥喷发的多波长观测提供了揭示喷发触发和演化过程的物理机制的机会。在本文中,我们研究了2012年10月14日爆发的日珥,记录在Hα,EUV和X射线波长。喷发过程证明了螺旋磁结构的存在,并显示了扭曲向扭动的转化。估计的扭曲约为6π(3圈),超过了扭结不稳定性的阈值。上升的等离子体然后达到一个高的速度,估计在228公里s-1,随后突然快速加速在2715米s-2,并与太阳弧同步。在AIA 131磁共振和94磁共振图像中均观察到了同空间的尖点状结构,表明了磁重联的位置。爆发的通量绳最终经历了一个最大值为391 m s-2的减速,这甚至大于太阳上的自由落体加速度(273 m s-2),这表明爆发最终失败了,可能是由于向内的磁张力。
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。
Synthetic polarimetric spectra from stellar prominences
在快速旋转的恒星中探测到的恒星磁场可以作为冷恒星日冕中磁性的探测器。我们已经合成的斯托克斯配置文件中产生的He I 10830和5876 A三胞胎在日珥围绕恒星旋转的时间演化。合成进行了HAZEL代码使用云模型,其中的突出的特点是位于一个固定的纬度和高度的板。它解释了散射极化和塞曼和汉勒效应。分析了几种不同日珥磁场强度和方向的情况。结果表明,当日珥在恒星盘外时,辐射特征在剖面上漂移。当日珥遮蔽恒星时,强度轮廓显示出吸收。由日珥引起的散射产生斯托克斯Q和U分布中的线偏振信号,当存在磁场时,该线偏振信号被汉勒效应修改。由于塞曼效应,当沿视线的磁场不为零时,Stokes V剖面显示具有非常低幅度的信号。估计的线偏振信号可能会被未来的分光偏振计MIRADAS检测到,将被附加到GTC望远镜。
Propagating Waves Transverse to the Magnetic Field in a Solar Prominence
我们报告了一组不寻常的观测波在一个大的日珥柱,其中包括脉冲传播垂直于日珥磁场。2012年10月10日,我们用太阳动力学天文台(SDO)的大气成像组件(AIA)在EUV中观察到一个巨大的静止日珥,而只有一部分,即柱,这是日珥的一个脚或倒钩,用日出太阳光学望远镜(SOT)(Ca II和Hα系),Sac峰(Hα、Hβ和Na-D线),Themis(“Télescope Héliographique pour l' Etude du Magnétisme et des Instabilités Solaires”)与MTR(MultiTi-Raies)分光偏振计(He D_3线)。THEMIS/MTR数据表明,柱中的磁场基本上是水平的,并且在光学域中的观测显示出大量水平对齐的特征,其尺度比柱整体小得多。这些数据是一致的冷日珥等离子体被困在水平场线的倾角模型。SOT和Sac Peak在4小时观测期间的数据显示,垂直振荡表现为波脉冲。这些脉冲,其中包括多普勒签名,垂直移动,垂直于磁场方向,沿着薄准垂直列在更广泛的支柱。脉冲的传播速度约为10 km/s,周期约为300 sec,波长约为2000 km。我们解释这些波的快速磁声波,并讨论可能的波驱动程序。
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 $^{-1}$ .
School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews(圣安德鲁斯大学数学与统计学院);School of Physics and Astronomy, University of St Andrews(圣安德鲁斯大学物理与天文学院);Observatories of the Carnegie Institution for Science(卡内基科学研究所天文台)
Multi-Viewpoint Observation of a Failed Prominence Eruption on the Sun
NASA Goddard Space Flight Center(美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心);Northumbria University(诺森比亚大学);University of Graz(格拉茨大学);New Jersey Institute of Technology(新泽西理工学院);University of New Hampshire(新罕布什尔大学)
Multi-wavelength synthesis of a flux rope-trapped mini-prominence eruption and post-flare coronal rain
Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利天体物理研究所);Universidad de La Laguna(拉古纳大学);University of Helsinki(赫尔辛基大学);Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)(波茨坦莱布尼茨天体物理研究所);NASA Goddard Space Flight Center(美国宇航局戈达德太空飞行中心);Northumbria University(诺森比亚大学)
Extensive Study of a Coronal Mass Ejection with UV and WL coronagraphs: the need for multi-wavelength observations
日冕物质抛射(CME)在不同的带通中往往表现出不同的特征。通过结合白光和紫外波段的数据,我们应用不同的技术推导了快速日冕物质抛射中等离子体的温度、电子密度、内部径向速度等。它们作为诊断能力的广泛测试,为未来的多通道日冕仪(如太阳轨道器/Metis,ASO-S/LST,PROBA-3/ASPIICS)提供的观测而开发。所涉及的数据包括SOHO/LASCO日冕仪获得的WL图像,以及SOHO/UNODC在2.45 R $_{\odot}$在UV(H I Ly $α$和O VI 1032 {AA}线)和WL通道中测量的强度。本文首次利用USC-WL通道的资料,用偏振比技术测量日冕物质抛射的位置角。结合紫外和WL数据估算了CME核心和空洞的等离子体电子温度和有效温度。由于CME的膨胀和日珥段的可能存在,CME核心的凌日导致电子温度下降到$10^{5}$ K。前沿被观察为在Ly $α$强度中的显著变暗,与由于等离子体加热和沿视线流动而导致的线加宽相关联。利用LASCO图像重建了CME体内部等离子体速度的二维分布,并将其用于约束Ly $α$谱线的多普勒调光,模拟未来Metis和LST对CME的观测。
Spectral Variability of Two Rapidly Rotating Brown Dwarfs: 2MASS J08354256-0819237 and 2MASS J18212815+1414010
L型矮星表现出低水平的、旋转调制的光度变化,通常与异质的、云层覆盖的大气层有关。这些变化的光谱特征使我们能够深入了解云的颗粒大小和垂直结构。在这里,我们提出了一个高精度,地基,近红外,光谱监测研究的两个中型L型矮星,在文献中报道的变化,2 MASS J 08354256 -0819237和2 MASS J18212815+1414010,使用SpeX仪器的红外望远镜设施。通过同时观测附近的参考星,我们在0.9- 2.4 μ m带宽内实现了<0.15%的相对亮度变化的每波段灵敏度。我们发现,2 MASS J 0835 -0819表现出边缘(< ~0.5%每个波段)的变化,没有明确的光谱依赖性,而2 MASS J1821+1414变化高达+/-1.5%在0.9微米,随着变化幅度下降到更长的波长。后一个结果扩展了在先前的HST/WFC 3光谱监测2 MASS J1821+1414中观察到的变化趋势,我们表明,完整的0.9-2.4 μ m的变化幅度谱可以通过Mie消光从具有对数正态粒径分布的尘埃颗粒中再现,中值半径为0.24 μ m。我们没有检测到统计上显著的相位随波长的变化。2 MASS J 0835 -0819和2 MASS J1821+1414的不同变化行为表明了对视角和/或总体云含量的依赖性,这些因素可以通过更广泛的调查进行检查。