卫星黑子衰减触发的喷流事件
发布时间：2021-11-22 01:58
详细分析了一次太阳低层大气磁场重联触发的喷流事件.这次喷流发生在2014年8月1日,爆发自美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA）活动区12127边缘的一个卫星黑子处.该喷流爆发包括日浪、紫外喷流、极紫外高温和低温喷流.大熊湖太阳天文台（Big Bear Solar Observatory,BBSO）的Goode Solar Telescope （GST）高分辨率氧化钛（TiO）谱线的光球观测显示,喷流爆发过程中,卫星黑子一直衰减.到喷流结束,卫星黑子面积共减少了80%.在此过程中,太阳动力学天文台（Solar Dynamics Observatory, SDO）日球磁场成像仪（Helioseismic and Magnetic Imager, HMI）的视向磁场观测表明,该卫星黑子对应的负极磁场与相邻的正极磁场发生明显对消,产生喷流足部亮点.根据SDO卫星太阳大气成像仪（Atmospheric Imaging Assembly, AIA）的多波段观测,该足部亮点首先出现在紫外1600?波段....
【文章来源】：天文学报. 2019,60(06)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
喷流概况.图a:全球太阳活动观测网络组织(Global Oscillation Network Group,GONG)的Hα局部图像,红色方框标明图d和f视场范围;图b:GONG全日面Hα图像,红色方框为图a和图c的视场范围;图c:喷流在AIA的304?A波段图像;图d–f:HMI连续谱图像、GST的TiO图像和HMI视向磁场图像,其中图e视场范围为图d和图f中蓝色方框;图a中紫色等值线表示图c喷流足点;图e中黄(蓝)等值线表示负(正)极视向磁场(100、200、300、400 Gs).
AIA在紫外和极紫外波段的温度范围从几万开到几百万开,使我们可以研究喷流在不同大气高度(温度)的演化.图2是该喷流在AIA紫外和极紫外波段的演化图像.我们选取了图2 d(1)红色框区域,计算足点亮度在不同波段随时间变化(图3 b).16:52:16 UT,在紫外1600?A波段对应卫星黑子处首先出现一个亮点(BP1),标志着发生了磁重联.BP1的亮度迅速减弱,随后再次变亮,并且在其左边出现另一个亮点(BP2).BP2与BP1连成一体,组成拱形结构(图2 d(2)).在经典喷流模型中,喷流底部就往往呈拱形或倒Y形[37].随着拱形结构的亮度迅速增加,意味着更多的能量被释放出来.与此同时,拱型顶部有物质向上喷出,形成紫外喷流(图2 d(3)白色箭头).该喷流约在16:57:04 UT达到最高点,随即消失.我们注意到,这次紫外喷流过程中,在极紫外波段上也出现了对应亮点.我们认为这是因为磁重联释放的能量被紫外喷流输送到更上层大气(如过渡区和日冕),并加热当地等离子体,从而形成了高温亮点.拱形结构亮度迅速减弱,BP2消失,只余下BP1.然而,极紫外波段亮点强度却在增加.我们认为这可能由于紫外喷流逐渐将更多的能量输送到更高层大气.16:58:40UT,BP2又出现在1600?A波段,并再次与BP1组成拱形结构,同时其顶部又爆发一次紫外喷流.虽然这次紫外喷流迅速消失,但随后,在AIA几个极紫外波段(如131?A、193?A和171?A)上几乎同时观测到增亮,并有低温物质从亮源左侧沿弧形轨迹向东北方喷发,形成极紫外低温喷流.有意思的是,我们发现在17:04:31 UT,极紫外低温喷流的右侧外边缘,出现一个极紫外高温喷流,在304?A波段上最明显.该极紫外高温喷流与紫外喷流在空间位置上是对应的(图2 d(5)).
喷流足部亮度约在17:02:00 UT时达到最大,而极紫外低温喷流持续往上喷发.为了更好地描述极紫外低温喷流的运动,我们在304?A波段上,沿极紫外低温喷流运动轨迹做时间切片(图2 c(4)中蓝色曲线),从而获得该喷流的时间变化曲线(图3 a).与喷流足部亮度曲线进行对比,我们发现在足部迅速增亮过程中,喷流在开始时以196 km·s-1的速度上升(图3 a),这个速度要比Shen等[38]在304?A波段测得的喷流速度高,而与Chen等[24]发现的卫星黑子触发的一系列喷流的速度相近.经过拟合,我们发现喷流在上升相时有-0.25 km·s-2的加速度,因此上升速度逐渐减缓,约在17:06:30 UT时达到最高.随后,喷流以70 km·s-1的速度整体下降,明显小于Shen等[38]测得的喷流下降速度,这可能是由于喷流的旋转运动造成的.根据GONG的全日面Hα观测,这次喷流事件对应一次日浪爆发.在16:56:34 UT,色球层上出现一个明显亮点,对应紫外喷流足部.从17:02:34 UT开始,即紫外或极紫外足部亮度最大后,Hα日浪开始出现,基本与极紫外低温喷流的下半部分重合(图1 b).GST也在Hα(包括线心和偏带)波段对这次喷流进行观测.GST是从16:57:00 UT开始观测,而且由于视场局限,只观测到日浪的下半部分.即便如此,利用GST的高分辨率观测,我们发现一些有趣的现象.Hα日浪由许多纤维组成,这些纤维扎根在色球亮点的东南侧.我们还注意到,在GST高分辨率下,日浪足部亮点显示为尖峰结构和一条亮带(图4 d(2)).在Hα蓝翼图像上,日浪纤维从16:57:00 UT就存在,说明在微耀斑爆发后,即有色球物质往上喷发.这些向上的日浪纤维数量随着足部亮点强度的增加也逐渐增多.17:04:00 UT后,日浪纤维明显减少,表明随着能量释放的减少,向上喷发的色球物质也减少.而在Hα红翼图像上,向下的日浪纤维变化与蓝翼相反:开始时,有少量低温物质下降;从17:07:50 UT开始,大量冷物质降落,这与极紫外(304?A)低温喷流的整体回落基本一致.
【参考文献】：
期刊论文
[1]日冕磁场重建方法在研究太阳爆发活动中的应用[J]. 宿英娜. 天文学报. 2019(01)
本文编号：3510704
【文章来源】：天文学报. 2019,60(06)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
喷流概况.图a:全球太阳活动观测网络组织(Global Oscillation Network Group,GONG)的Hα局部图像,红色方框标明图d和f视场范围;图b:GONG全日面Hα图像,红色方框为图a和图c的视场范围;图c:喷流在AIA的304?A波段图像;图d–f:HMI连续谱图像、GST的TiO图像和HMI视向磁场图像,其中图e视场范围为图d和图f中蓝色方框;图a中紫色等值线表示图c喷流足点;图e中黄(蓝)等值线表示负(正)极视向磁场(100、200、300、400 Gs).
AIA在紫外和极紫外波段的温度范围从几万开到几百万开,使我们可以研究喷流在不同大气高度(温度)的演化.图2是该喷流在AIA紫外和极紫外波段的演化图像.我们选取了图2 d(1)红色框区域,计算足点亮度在不同波段随时间变化(图3 b).16:52:16 UT,在紫外1600?A波段对应卫星黑子处首先出现一个亮点(BP1),标志着发生了磁重联.BP1的亮度迅速减弱,随后再次变亮,并且在其左边出现另一个亮点(BP2).BP2与BP1连成一体,组成拱形结构(图2 d(2)).在经典喷流模型中,喷流底部就往往呈拱形或倒Y形[37].随着拱形结构的亮度迅速增加,意味着更多的能量被释放出来.与此同时,拱型顶部有物质向上喷出,形成紫外喷流(图2 d(3)白色箭头).该喷流约在16:57:04 UT达到最高点,随即消失.我们注意到,这次紫外喷流过程中,在极紫外波段上也出现了对应亮点.我们认为这是因为磁重联释放的能量被紫外喷流输送到更上层大气(如过渡区和日冕),并加热当地等离子体,从而形成了高温亮点.拱形结构亮度迅速减弱,BP2消失,只余下BP1.然而,极紫外波段亮点强度却在增加.我们认为这可能由于紫外喷流逐渐将更多的能量输送到更高层大气.16:58:40UT,BP2又出现在1600?A波段,并再次与BP1组成拱形结构,同时其顶部又爆发一次紫外喷流.虽然这次紫外喷流迅速消失,但随后,在AIA几个极紫外波段(如131?A、193?A和171?A)上几乎同时观测到增亮,并有低温物质从亮源左侧沿弧形轨迹向东北方喷发,形成极紫外低温喷流.有意思的是,我们发现在17:04:31 UT,极紫外低温喷流的右侧外边缘,出现一个极紫外高温喷流,在304?A波段上最明显.该极紫外高温喷流与紫外喷流在空间位置上是对应的(图2 d(5)).
喷流足部亮度约在17:02:00 UT时达到最大,而极紫外低温喷流持续往上喷发.为了更好地描述极紫外低温喷流的运动,我们在304?A波段上,沿极紫外低温喷流运动轨迹做时间切片(图2 c(4)中蓝色曲线),从而获得该喷流的时间变化曲线(图3 a).与喷流足部亮度曲线进行对比,我们发现在足部迅速增亮过程中,喷流在开始时以196 km·s-1的速度上升(图3 a),这个速度要比Shen等[38]在304?A波段测得的喷流速度高,而与Chen等[24]发现的卫星黑子触发的一系列喷流的速度相近.经过拟合,我们发现喷流在上升相时有-0.25 km·s-2的加速度,因此上升速度逐渐减缓,约在17:06:30 UT时达到最高.随后,喷流以70 km·s-1的速度整体下降,明显小于Shen等[38]测得的喷流下降速度,这可能是由于喷流的旋转运动造成的.根据GONG的全日面Hα观测,这次喷流事件对应一次日浪爆发.在16:56:34 UT,色球层上出现一个明显亮点,对应紫外喷流足部.从17:02:34 UT开始,即紫外或极紫外足部亮度最大后,Hα日浪开始出现,基本与极紫外低温喷流的下半部分重合(图1 b).GST也在Hα(包括线心和偏带)波段对这次喷流进行观测.GST是从16:57:00 UT开始观测,而且由于视场局限,只观测到日浪的下半部分.即便如此,利用GST的高分辨率观测,我们发现一些有趣的现象.Hα日浪由许多纤维组成,这些纤维扎根在色球亮点的东南侧.我们还注意到,在GST高分辨率下,日浪足部亮点显示为尖峰结构和一条亮带(图4 d(2)).在Hα蓝翼图像上,日浪纤维从16:57:00 UT就存在,说明在微耀斑爆发后,即有色球物质往上喷发.这些向上的日浪纤维数量随着足部亮点强度的增加也逐渐增多.17:04:00 UT后,日浪纤维明显减少,表明随着能量释放的减少,向上喷发的色球物质也减少.而在Hα红翼图像上,向下的日浪纤维变化与蓝翼相反:开始时,有少量低温物质下降;从17:07:50 UT开始,大量冷物质降落,这与极紫外(304?A)低温喷流的整体回落基本一致.
【参考文献】：
期刊论文
[1]日冕磁场重建方法在研究太阳爆发活动中的应用[J]. 宿英娜. 天文学报. 2019(01)
本文编号：3510704
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