衛(wèi)星黑子衰減觸發(fā)的噴流事件
發(fā)布時間：2021-11-22 01:58
詳細分析了一次太陽低層大氣磁場重聯(lián)觸發(fā)的噴流事件.這次噴流發(fā)生在2014年8月1日,爆發(fā)自美國國家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA）活動區(qū)12127邊緣的一個衛(wèi)星黑子處.該噴流爆發(fā)包括日浪、紫外噴流、極紫外高溫和低溫噴流.大熊湖太陽天文臺（Big Bear Solar Observatory,BBSO）的Goode Solar Telescope （GST）高分辨率氧化鈦（TiO）譜線的光球觀測顯示,噴流爆發(fā)過程中,衛(wèi)星黑子一直衰減.到噴流結(jié)束,衛(wèi)星黑子面積共減少了80%.在此過程中,太陽動力學天文臺（Solar Dynamics Observatory, SDO）日球磁場成像儀（Helioseismic and Magnetic Imager, HMI）的視向磁場觀測表明,該衛(wèi)星黑子對應的負極磁場與相鄰的正極磁場發(fā)生明顯對消,產(chǎn)生噴流足部亮點.根據(jù)SDO衛(wèi)星太陽大氣成像儀（Atmospheric Imaging Assembly, AIA）的多波段觀測,該足部亮點首先出現(xiàn)在紫外1600?波段....
【文章來源】：天文學報. 2019,60(06)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：11 頁
【部分圖文】：
噴流概況.圖a:全球太陽活動觀測網(wǎng)絡組織(Global Oscillation Network Group,GONG)的Hα局部圖像,紅色方框標明圖d和f視場范圍;圖b:GONG全日面Hα圖像,紅色方框為圖a和圖c的視場范圍;圖c:噴流在AIA的304?A波段圖像;圖d–f:HMI連續(xù)譜圖像、GST的TiO圖像和HMI視向磁場圖像,其中圖e視場范圍為圖d和圖f中藍色方框;圖a中紫色等值線表示圖c噴流足點;圖e中黃(藍)等值線表示負(正)極視向磁場(100、200、300、400 Gs).
AIA在紫外和極紫外波段的溫度范圍從幾萬開到幾百萬開,使我們可以研究噴流在不同大氣高度(溫度)的演化.圖2是該噴流在AIA紫外和極紫外波段的演化圖像.我們選取了圖2 d(1)紅色框區(qū)域,計算足點亮度在不同波段隨時間變化(圖3 b).16:52:16 UT,在紫外1600?A波段對應衛(wèi)星黑子處首先出現(xiàn)一個亮點(BP1),標志著發(fā)生了磁重聯(lián).BP1的亮度迅速減弱,隨后再次變亮,并且在其左邊出現(xiàn)另一個亮點(BP2).BP2與BP1連成一體,組成拱形結(jié)構(gòu)(圖2 d(2)).在經(jīng)典噴流模型中,噴流底部就往往呈拱形或倒Y形[37].隨著拱形結(jié)構(gòu)的亮度迅速增加,意味著更多的能量被釋放出來.與此同時,拱型頂部有物質(zhì)向上噴出,形成紫外噴流(圖2 d(3)白色箭頭).該噴流約在16:57:04 UT達到最高點,隨即消失.我們注意到,這次紫外噴流過程中,在極紫外波段上也出現(xiàn)了對應亮點.我們認為這是因為磁重聯(lián)釋放的能量被紫外噴流輸送到更上層大氣(如過渡區(qū)和日冕),并加熱當?shù)氐入x子體,從而形成了高溫亮點.拱形結(jié)構(gòu)亮度迅速減弱,BP2消失,只余下BP1.然而,極紫外波段亮點強度卻在增加.我們認為這可能由于紫外噴流逐漸將更多的能量輸送到更高層大氣.16:58:40UT,BP2又出現(xiàn)在1600?A波段,并再次與BP1組成拱形結(jié)構(gòu),同時其頂部又爆發(fā)一次紫外噴流.雖然這次紫外噴流迅速消失,但隨后,在AIA幾個極紫外波段(如131?A、193?A和171?A)上幾乎同時觀測到增亮,并有低溫物質(zhì)從亮源左側(cè)沿弧形軌跡向東北方噴發(fā),形成極紫外低溫噴流.有意思的是,我們發(fā)現(xiàn)在17:04:31 UT,極紫外低溫噴流的右側(cè)外邊緣,出現(xiàn)一個極紫外高溫噴流,在304?A波段上最明顯.該極紫外高溫噴流與紫外噴流在空間位置上是對應的(圖2 d(5)).
噴流足部亮度約在17:02:00 UT時達到最大,而極紫外低溫噴流持續(xù)往上噴發(fā).為了更好地描述極紫外低溫噴流的運動,我們在304?A波段上,沿極紫外低溫噴流運動軌跡做時間切片(圖2 c(4)中藍色曲線),從而獲得該噴流的時間變化曲線(圖3 a).與噴流足部亮度曲線進行對比,我們發(fā)現(xiàn)在足部迅速增亮過程中,噴流在開始時以196 km·s-1的速度上升(圖3 a),這個速度要比Shen等[38]在304?A波段測得的噴流速度高,而與Chen等[24]發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星黑子觸發(fā)的一系列噴流的速度相近.經(jīng)過擬合,我們發(fā)現(xiàn)噴流在上升相時有-0.25 km·s-2的加速度,因此上升速度逐漸減緩,約在17:06:30 UT時達到最高.隨后,噴流以70 km·s-1的速度整體下降,明顯小于Shen等[38]測得的噴流下降速度,這可能是由于噴流的旋轉(zhuǎn)運動造成的.根據(jù)GONG的全日面Hα觀測,這次噴流事件對應一次日浪爆發(fā).在16:56:34 UT,色球?qū)由铣霈F(xiàn)一個明顯亮點,對應紫外噴流足部.從17:02:34 UT開始,即紫外或極紫外足部亮度最大后,Hα日浪開始出現(xiàn),基本與極紫外低溫噴流的下半部分重合(圖1 b).GST也在Hα(包括線心和偏帶)波段對這次噴流進行觀測.GST是從16:57:00 UT開始觀測,而且由于視場局限,只觀測到日浪的下半部分.即便如此,利用GST的高分辨率觀測,我們發(fā)現(xiàn)一些有趣的現(xiàn)象.Hα日浪由許多纖維組成,這些纖維扎根在色球亮點的東南側(cè).我們還注意到,在GST高分辨率下,日浪足部亮點顯示為尖峰結(jié)構(gòu)和一條亮帶(圖4 d(2)).在Hα藍翼圖像上,日浪纖維從16:57:00 UT就存在,說明在微耀斑爆發(fā)后,即有色球物質(zhì)往上噴發(fā).這些向上的日浪纖維數(shù)量隨著足部亮點強度的增加也逐漸增多.17:04:00 UT后,日浪纖維明顯減少,表明隨著能量釋放的減少,向上噴發(fā)的色球物質(zhì)也減少.而在Hα紅翼圖像上,向下的日浪纖維變化與藍翼相反:開始時,有少量低溫物質(zhì)下降;從17:07:50 UT開始,大量冷物質(zhì)降落,這與極紫外(304?A)低溫噴流的整體回落基本一致.
【參考文獻】：
期刊論文
[1]日冕磁場重建方法在研究太陽爆發(fā)活動中的應用[J]. 宿英娜. 天文學報. 2019(01)
本文編號：3510704
【文章來源】：天文學報. 2019,60(06)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：11 頁
【部分圖文】：
噴流概況.圖a:全球太陽活動觀測網(wǎng)絡組織(Global Oscillation Network Group,GONG)的Hα局部圖像,紅色方框標明圖d和f視場范圍;圖b:GONG全日面Hα圖像,紅色方框為圖a和圖c的視場范圍;圖c:噴流在AIA的304?A波段圖像;圖d–f:HMI連續(xù)譜圖像、GST的TiO圖像和HMI視向磁場圖像,其中圖e視場范圍為圖d和圖f中藍色方框;圖a中紫色等值線表示圖c噴流足點;圖e中黃(藍)等值線表示負(正)極視向磁場(100、200、300、400 Gs).
AIA在紫外和極紫外波段的溫度范圍從幾萬開到幾百萬開,使我們可以研究噴流在不同大氣高度(溫度)的演化.圖2是該噴流在AIA紫外和極紫外波段的演化圖像.我們選取了圖2 d(1)紅色框區(qū)域,計算足點亮度在不同波段隨時間變化(圖3 b).16:52:16 UT,在紫外1600?A波段對應衛(wèi)星黑子處首先出現(xiàn)一個亮點(BP1),標志著發(fā)生了磁重聯(lián).BP1的亮度迅速減弱,隨后再次變亮,并且在其左邊出現(xiàn)另一個亮點(BP2).BP2與BP1連成一體,組成拱形結(jié)構(gòu)(圖2 d(2)).在經(jīng)典噴流模型中,噴流底部就往往呈拱形或倒Y形[37].隨著拱形結(jié)構(gòu)的亮度迅速增加,意味著更多的能量被釋放出來.與此同時,拱型頂部有物質(zhì)向上噴出,形成紫外噴流(圖2 d(3)白色箭頭).該噴流約在16:57:04 UT達到最高點,隨即消失.我們注意到,這次紫外噴流過程中,在極紫外波段上也出現(xiàn)了對應亮點.我們認為這是因為磁重聯(lián)釋放的能量被紫外噴流輸送到更上層大氣(如過渡區(qū)和日冕),并加熱當?shù)氐入x子體,從而形成了高溫亮點.拱形結(jié)構(gòu)亮度迅速減弱,BP2消失,只余下BP1.然而,極紫外波段亮點強度卻在增加.我們認為這可能由于紫外噴流逐漸將更多的能量輸送到更高層大氣.16:58:40UT,BP2又出現(xiàn)在1600?A波段,并再次與BP1組成拱形結(jié)構(gòu),同時其頂部又爆發(fā)一次紫外噴流.雖然這次紫外噴流迅速消失,但隨后,在AIA幾個極紫外波段(如131?A、193?A和171?A)上幾乎同時觀測到增亮,并有低溫物質(zhì)從亮源左側(cè)沿弧形軌跡向東北方噴發(fā),形成極紫外低溫噴流.有意思的是,我們發(fā)現(xiàn)在17:04:31 UT,極紫外低溫噴流的右側(cè)外邊緣,出現(xiàn)一個極紫外高溫噴流,在304?A波段上最明顯.該極紫外高溫噴流與紫外噴流在空間位置上是對應的(圖2 d(5)).
噴流足部亮度約在17:02:00 UT時達到最大,而極紫外低溫噴流持續(xù)往上噴發(fā).為了更好地描述極紫外低溫噴流的運動,我們在304?A波段上,沿極紫外低溫噴流運動軌跡做時間切片(圖2 c(4)中藍色曲線),從而獲得該噴流的時間變化曲線(圖3 a).與噴流足部亮度曲線進行對比,我們發(fā)現(xiàn)在足部迅速增亮過程中,噴流在開始時以196 km·s-1的速度上升(圖3 a),這個速度要比Shen等[38]在304?A波段測得的噴流速度高,而與Chen等[24]發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星黑子觸發(fā)的一系列噴流的速度相近.經(jīng)過擬合,我們發(fā)現(xiàn)噴流在上升相時有-0.25 km·s-2的加速度,因此上升速度逐漸減緩,約在17:06:30 UT時達到最高.隨后,噴流以70 km·s-1的速度整體下降,明顯小于Shen等[38]測得的噴流下降速度,這可能是由于噴流的旋轉(zhuǎn)運動造成的.根據(jù)GONG的全日面Hα觀測,這次噴流事件對應一次日浪爆發(fā).在16:56:34 UT,色球?qū)由铣霈F(xiàn)一個明顯亮點,對應紫外噴流足部.從17:02:34 UT開始,即紫外或極紫外足部亮度最大后,Hα日浪開始出現(xiàn),基本與極紫外低溫噴流的下半部分重合(圖1 b).GST也在Hα(包括線心和偏帶)波段對這次噴流進行觀測.GST是從16:57:00 UT開始觀測,而且由于視場局限,只觀測到日浪的下半部分.即便如此,利用GST的高分辨率觀測,我們發(fā)現(xiàn)一些有趣的現(xiàn)象.Hα日浪由許多纖維組成,這些纖維扎根在色球亮點的東南側(cè).我們還注意到,在GST高分辨率下,日浪足部亮點顯示為尖峰結(jié)構(gòu)和一條亮帶(圖4 d(2)).在Hα藍翼圖像上,日浪纖維從16:57:00 UT就存在,說明在微耀斑爆發(fā)后,即有色球物質(zhì)往上噴發(fā).這些向上的日浪纖維數(shù)量隨著足部亮點強度的增加也逐漸增多.17:04:00 UT后,日浪纖維明顯減少,表明隨著能量釋放的減少,向上噴發(fā)的色球物質(zhì)也減少.而在Hα紅翼圖像上,向下的日浪纖維變化與藍翼相反:開始時,有少量低溫物質(zhì)下降;從17:07:50 UT開始,大量冷物質(zhì)降落,這與極紫外(304?A)低溫噴流的整體回落基本一致.
【參考文獻】：
期刊論文
[1]日冕磁場重建方法在研究太陽爆發(fā)活動中的應用[J]. 宿英娜. 天文學報. 2019(01)
本文編號：3510704
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