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The spatial-temporal evolution of coronal plasma parameters of the solar outer atmosphere at global scales, derived from solar full-disk imaging spectroscopic observation in the extreme-ultraviolet band, is critical for understanding and forecasting solar eruptions. We propose a multi-slits extreme ultraviolet imaging spectrograph for global coronal diagnostics with high cadence and present the preliminary instrument designs for the wavelength range from 18.3 to 19.8 nm. The instrument takes a comprehensive approach to obtain global coronal spatial and spectral information, improve the detected cadence and avoid overlapping. We first describe the relationship between optical properties and structural parameters, especially the relationship between the overlapping and the number of slits, and give a general multi-slits extreme-ultraviolet imaging spectrograph design process. Themultilayer structure is optimized to enhance the effective areas in the observation band. Five distantly-separated slits are set to divide the entire solar field of view, which increase the cadence for raster scanning the solar disk by 5 times relative to a single slit. The spectral resolving power of the optical system with an aperture diameter of 150 mm are optimized to be greater than 1461. The spatial resolution along the slits direction and the scanning direction are about 4.4''and 6.86'', respectively. The Al/Mo/B4C multilayer structure is optimized and the peak effective area is about 1.60 cm2 at 19.3 nm with a full width at half maximum of about 1.3 nm. The cadence to finish full-disk raster scan is about 5 minutes. Finally, the instrument performance is evaluated by an end-to-end calculation of the system photon budget and a simulation of the observational image and spectra. Our investigation shows that this approach is promising for global coronal plasma diagnostics.
The Multi-slit Approach to Coronal Spectroscopy with the Multi-slit Solar Explorer (MUSE)
多缝太阳探测器(MUSE)是一项拟议的飞行任务,旨在了解作为空间天气基础的日冕加热和喷发的物理机制。MUSE包含两个仪器,一个多狭缝EUV光谱仪和一个上下文成像仪。它将同时获得EUV光谱(沿着37个狭缝)和背景图像,在过渡区和日冕的空间(0.33-0.4弧秒)和时间(1-4秒)上具有最高的分辨率。MUSE科学调查将利用数值建模的重大进展,并在空间和时间尺度上进行观察,竞争模型可以在这些尺度上进行可测试和可区分的预测,从而在我们对日冕加热和空间天气驱动因素的理解方面取得突破。通过同时获得4条明亮的EUV谱线(Fe IX 171 A,Fe XV 284 A,Fe XIX-XXI 108 A),覆盖了37条狭缝的广泛过渡区和日冕温度,MUSE将能够“冻结”动态日冕等离子体的演变。我们描述了MUSE的多缝方法,并表明,优化的设计最大限度地减少了谱线从相邻的狭缝的影响,一般允许线参数被准确地确定。我们还描述了一个光谱消歧代码,以解决多缝模糊的位置,次级线是明亮的。我们使用模拟的电晕和喷发进行验证测试,并表明,多缝消歧的方法可以准确地确定MUSE观测值的位置,在显着的多缝污染发生。
Space Storm Measurements of 17 and 21 April 2002 Forbush Effects from Artemis-IV Solar Radio-Spectrograph, Athens Neutron Monitor Station and Coronas-F Satellite
First High-resolution Spectroscopic Observations of an Erupting Prominence Within a Coronal Mass Ejection by the Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS)
光谱观测日珥喷发与日冕物质抛射(CME),虽然相对罕见,可以提供有价值的等离子体和三维几何诊断。我们报告了2014年5月9日界面区域成像光谱仪(IRIS)任务的首次观测结果,该任务与2014年5月9日相当的X1.6耀斑相关的壮观快速CME/日珥爆发。喷发的最大天平面速度和多普勒速度分别为1200和460 km/s。在多普勒速度上有两个喷发分量,相隔约200公里/秒:一个主要的明亮分量和一个次要的微弱分量,表明物质的分布是中空的,而不是实心的锥形。喷发涉及一个左旋螺旋结构,它正经历逆时针(自上而下)的解旋运动。有一个时间的演变,从向上喷发到向下回落小于自由落体速度和减少非热谱线宽度。我们发现了一个广泛的Mg II K/H线强度比(小于约2预期的光学薄的热发射):最低的有史以来报道的中位数值为1.17发现的回落材料和一个非常高的值为1.63附近的日冕雨和中间值为1.53和1.41的两个喷发组件。回退材料在k/h比与多普勒速度以及线强度之间表现出强($> 5 σ$)线性相关性。我们证明,多普勒调光散射色球发射的喷发物质可以潜在地解释这样的特点。
Dynamics of Explosive Events by Interface Region Imaging Spectrograph
在这项研究中,我们调查爆炸事件(EEs)在离边太阳大气中,同时从Si IV,Mg II K,和狭缝颚图像(SJI)的接口区域成像光谱仪(IRIS),在2014年8月17日和2月19日的观测。IRIS数据可以用来观测太阳大气的物质运动、波动、能量吸收和热转换。太阳大尺度结构,如耀斑和日冕物质抛射的机制,可能起源于这些小尺度的能量事件。因此,对这些事件的研究有助于理解色球层向过渡区和日冕的质量和能量传输机制。我们从两个高度的光谱中获得强度分布,即,在太阳边缘和距太阳边缘5角秒的高度,然后分析沿缝在这两个高度的EE波动。我们发现,一些谱线配置文件显示增强的蓝色和红色的翅膀表示向上和向下的流动,和一些配置文件有相反的EE在两翼。在两个不同高度的数据集中,多普勒速度的幅度近似为50公里/秒。我们使用基于互相关的技术计算了振荡的相速度。相速度约为220 km/s。根据EEs中周期性的红色和蓝色增强,我们认为,在EEs中的波动与一侧增强表明骨针围绕其轴的摆动运动,而在两翼观察到的EEs表明骨针的旋转运动。摇摆和旋转运动分别表示扭结波和扭转波。
Fast and periodic propagating disturbances along coronal loops detected with EUI on board Solar Orbiter
Max Planck Institute for Solar System Research(马克斯·普朗克太阳系研究所);Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos, World Radiation Center(达沃斯物理气象观测站,世界辐射中心);Centre for mathematical Plasma Astrophysics, Mathematics Department, KU Leuven(鲁汶大学数学系等离子体天体物理学中心);Solar-Terrestrial Centre of Excellence – SIDC, Royal Observatory of Belgium(比利时皇家天文台太阳-地球卓越中心-SIDC);LPC2E, OSUC, Univ Orleans, CNRS, CNES(奥尔良大学空间环境与条件研究中心(LPC2E));School of Engineering, Physics, and Mathematics, Northumbria University(诺森比亚大学工程、物理与数学学院);European Space Agency (ESA), European Space Research and Technology Centre (ESTEC)(欧洲航天局(ESA)欧洲空间研究与技术中心(ESTEC));ETH-Zürich(苏黎世联邦理工学院)
A Comparison of the Red and Green Coronal Line Intensities at the 29 March 2006 and the 1 August 2008 Total Solar Eclipses: Considerations of the Temperature of the Solar Corona
Neutral Helium Triplet Spectroscopy of Quiescent Coronal Rain with Sensitivity Estimates for Spectropolarimetric Magnetic Field Diagnostics
由于其极化性和磁场敏感性,以及中性氦在部分电离太阳环境中的作用,中性氦三重态(orthohelium)系统提供了重要的,但未充分利用,诊断太阳日冕雨。这项工作描述了在NOAA活动区12468冠状雨的离边观测,在他我10830 $Å$三重获得使用大规模MultipleXed成像光谱仪实验在邓恩太阳望远镜以及从美国宇航局的太阳动力学观测和界面区域成像光谱仪的同时观测。我们在IRIS 1400 $Å$和2796 $Å$通道以及He I 10830 $Å$中同时探测雨。所有通道之间存在的空间相干性与以前观测到的日冕雨的多热性质一致。通过自动探测确定的He I谱廓线的统计分析表明,He I谱线辐射平均为$10^{4}$ ergs cm $^{-2}$ s $^{-1}$ sr $^{-1}$ ;平均平移速度为70 km s $^{-1}$,多普勒宽度分布在10 km s $^{-1}$左右。基于这些结果,预期He I极化信号的前向模型使我们能够使用合成观测值和反演算法(包括适合散射角约束材料沿视线的位置)来估计即将到来的美国国家科学基金会的Daniel K. Inouye太阳望远镜。我们预测联合观测的He I 10830 $Å$和5876 $Å$多重,使用第一光仪器,将提供反向磁场错误的$\pm3.5$ G($2σ$)的空间尺度的$0.5''$($\sim360$公里)假设动态有限的积分时间…