Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Солнечная вспышка, наблюдаемая телескопом TRACE 195 Å 21 апреля 2002 г., в центре кадра можно увидеть SAD - обратите внимание на темные «головастики», спускающиеся к яркой аркаде корональной петли .

Надаркадные нисходящие потоки (SAD) - это движущиеся к Солнцу плазменные пустоты, которые иногда наблюдаются во внешней атмосфере Солнца или в короне во время солнечных вспышек . В физике Солнца «аркада» относится к пучку корональных петель , а приставка « выше » указывает, что нисходящие потоки появляются над аркадами вспышек. Впервые они были описаны в 1999 году с помощью телескопа мягкого рентгеновского излучения (SXT) на борту спутника Yohkoh . [1] SAD - это побочные продукты процесса магнитного пересоединения, который вызывает солнечные вспышки., но их точная причина остается неизвестной.

Наблюдения [ править ]

Описание [ править ]

SAD - это темные, похожие на пальцы плазменные пустоты, которые иногда наблюдаются, спускающиеся через горячую плотную плазму над яркими аркадами корональных петель во время солнечных вспышек . Впервые о них сообщили о вспышке и связанном с ней выбросе корональной массы, которые произошли 20 января 1999 г. и наблюдались с помощью космического телескопа SXT на борту Yohkoh . [1] SAD иногда называют « головастиками » из-за их формы, и с тех пор они были идентифицированы во многих других событиях (например, [2] [3] [4] [5] ). Они , как правило, легче всего наблюдается в фазах распада длительных вспышек , [2]когда над аркадой вспышки накопилось достаточно плазмы, чтобы сделать видимыми SAD, но они действительно начинаются раньше во время фазы нарастания. [6] В дополнение к пустотам SAD, существуют связанные структуры, известные как надаркадные нисходящие петли (SADL). SADL втягивают (сужаются) корональные петли, которые образуются по мере изменения конфигурации вышележащего магнитного поля во время вспышки . Считается, что SAD и SADL являются проявлениями одного и того же процесса, рассматриваемого под разными углами, так что SADL наблюдаются, если перспектива зрителя находится вдоль оси аркады (то есть через арку), в то время как SAD наблюдаются, если перспектива перпендикулярна ось аркады. [7] [8]

SAD, наблюдаемые SDO AIA 131 Å 2 октября 2011 г.

Основные свойства [ править ]

SAD обычно начинаются на 100–200 мм над фотосферой и опускаются на 20–50 мм, после чего через несколько минут рассеиваются в верхней части аркады вспышки . [7] [9] Санворд скорость вращения обычно попадают от 50 до 500 км с -1 [2] [7] , но иногда может приближаться 1000 км с -1 . [7] [10] Как они падают, то downflows замедлиться со скоростью от 0,1 до 2 км с -2 . [7] SAD кажутся темными, потому что они значительно менее плотны, чем окружающая плазма , [3] а их температура (от 100 000 до 10 000 000K ) существенно не отличаются от своего окружения. [11] Их площади поперечного сечения в диапазоне от нескольких миллионов до 70 миллионов км 2 [7] (для сравнения, площадь поперечного сечения от Луны составляет 9,5 млн км 2 ).

Инструменты [ править ]

SAD обычно наблюдаются с помощью телескопов мягкого рентгеновского излучения и экстремального ультрафиолета (EUV), которые покрывают диапазон длин волн примерно от 10 до 1500 ангстрем (Å) и чувствительны к высокотемпературной (от 100000 до 10000000 К ) корональной плазме, через которую проходит нисходящий поток двигаться. Эти выбросы блокируются атмосферой Земли , поэтому наблюдения проводятся с помощью космических обсерваторий . Первое обнаружение было сделано телескопом мягкого рентгеновского излучения (SXT) на борту Йохко (1991–2001 гг.). [1] Вскоре последовали наблюдения Transition Region and Coronal Explorer (TRACE, 1998–2010), спутник для получения изображений EUV и спектроскопический прибор SUMER на борту Солнечной и гелиосферной обсерватории (SOHO, 1995–2016). [3] [4] В последнее время в исследованиях SAD использовались данные рентгеновского телескопа (XRT) на борту Hinode (2006 г. - по настоящее время) и Сборка атмосферных изображений (AIA) на борту обсерватории солнечной динамики (SDO, 2010— настоящее время). [11] В дополнение к EUV и рентгеновским приборам, SAD также можно увидеть с помощью коронографов белого света, таких как широкоугольный и спектрометрический коронограф (LASCO) на борту.SOHO , [12] хотя эти наблюдения менее распространены.

Причины [ править ]

SAD широко считаются побочными продуктами магнитного пересоединения , физического процесса, который вызывает солнечные вспышки , высвобождая энергию, хранящуюся в магнитном поле Солнца . Повторное соединение изменяет конфигурацию локального магнитного поля, окружающего место вспышки, из состояния с более высокой энергией (непотенциальное, напряженное ) в состояние с более низкой энергией ( потенциальное ). Этому процессу способствует развитие токового слоя , часто предшествующее или одновременно с выбросом корональной массы . По мере перенастройки поля вновь образованные силовые линии магнитного поля уносятся прочь отместо переподключения , вызывающее оттоки как к поверхности Солнца , так и от нее, соответственно называемые нисходящими и восходящими потоками. Считается, что SAD связаны с нисходящими потоками пересоединения, которые возмущают горячую плотную плазму, которая собирается над аркадами вспышек [4], но точно то, как формируются SAD, неясно и является областью активных исследований.

SAD сначала интерпретировались как поперечные сечения трубок магнитного потока , которые содержат корональные петли , которые втягиваются вниз из-за магнитного напряжения после образования в месте пересоединения . [1] [7] Эта интерпретация была впоследствии пересмотрена , чтобы предположить , что SADS вместо этого пробуждает за гораздо меньшими втягивании петли (SADLs), [8] , а не поперечные сечения трубок потока самих. Другая возможность, также связанная с потоками пересоединения , заключается в том, что SAD возникают из-за нестабильности, такой как неустойчивость Рэлея-Тейлора [13]или комбинация слезоточивого режима и нестабильностей Кельвина-Гельмгольца . [14]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Маккензи, Делавэр; Хадсон, HS (1999-07-01). «Рентгеновские наблюдения движений и структур над аркадой солнечной вспышки». Астрофизический журнал . 519 (1): L93 – L96. Bibcode : 1999ApJ ... 519L..93M . CiteSeerX  10.1.1.42.5132 . DOI : 10.1086 / 312110 .
  2. ^ a b c Маккензи, Делавэр (2000-08-01). «Надаркадные нисходящие потоки в длительных солнечных вспышках». Солнечная физика . 195 (2): 381–399. Bibcode : 2000SoPh..195..381M . DOI : 10,1023 / A: 1005220604894 . ISSN 0038-0938 . 
  3. ^ a b c Иннес, Германия; McKenzie, DE; Ван, Тунцзян (01.11.2003). «ЛЕТНИЕ спектральные наблюдения за послевспышечными надаркадными притоками». Солнечная физика . 217 (2): 247–265. Bibcode : 2003SoPh..217..247I . CiteSeerX 10.1.1.149.5002 . DOI : 10,1023 / Б: SOLA.0000006899.12788.22 . ISSN 0038-0938 .  
  4. ^ a b c Асаи, Аюми; Ёкояма, Такааки; Симодзё, Масуми; Шибата, Казунари (2004-04-10). «Нисходящие движения, связанные с импульсными нетепловыми выбросами, наблюдаемыми во время солнечной вспышки 23 июля 2002 года» . Астрофизический журнал . 605 (1): L77 – L80. Bibcode : 2004ApJ ... 605L..77A . DOI : 10.1086 / 420768 .
  5. ^ Ривз, KK; Гильдия, ТБ; Хьюз, WJ; Korreck, KE; Lin, J .; Raymond, J .; Savage, S .; Schwadron, NA; Спенс, HE (2008-09-01). "Последующие явления в корональных выбросах массы и суббурях: индикаторы универсального процесса?" . Журнал геофизических исследований: космическая физика . 113 (A9): A00B02. Bibcode : 2008JGRA..113.0B02R . DOI : 10.1029 / 2008JA013049 . ISSN 2156-2202 . 
  6. ^ Хан, JI; Bain, HM; Флетчер, Л. (2007). «Относительная синхронизация над-аркадных нисходящих потоков в солнечных вспышках» (PDF) . Астрономия и астрофизика . 475 (1): 333–340. Бибкод : 2007A & A ... 475..333K . DOI : 10.1051 / 0004-6361: 20077894 .
  7. ^ a b c d e f g Savage, Sabrina L .; Маккензи, Дэвид Э. (01.04.2011). «Количественное исследование большой выборки надаркадных нисходящих потоков в эруптивных солнечных вспышках». Астрофизический журнал . 730 (2): 98. arXiv : 1101.1540 . Bibcode : 2011ApJ ... 730 ... 98S . DOI : 10,1088 / 0004-637x / 730/2/98 .
  8. ^ a b Savage, Sabrina L .; Маккензи, Дэвид Э .; Ривз, Кэтрин К. (10 марта 2012 г.). «Переинтерпретация супрааркадных нисходящих потоков в солнечных вспышках». Астрофизический журнал . 747 (2): L40. arXiv : 1112.3088 . Bibcode : 2012ApJ ... 747L..40S . DOI : 10.1088 / 2041-8205 / 747/2 / l40 .
  9. ^ Маккензи, Делавэр; Сэвидж, Сабрина Л. (01.06.2009). «Количественное исследование надаркадных нисходящих потоков в эруптивных солнечных вспышках» . Астрофизический журнал . 697 (2): 1569–1577. Bibcode : 2009ApJ ... 697.1569M . DOI : 10.1088 / 0004-637x / 697/2/1569 .
  10. ^ Лю, Вэй; Чен, Цинжун; Петросян, Ваэ (20 апреля 2013 г.). «Плазмоидные выбросы и сжатие петель в эруптивной солнечной вспышке M7.7: свидетельство ускорения и нагрева частиц в потоках магнитного пересоединения». Астрофизический журнал . 767 (2): 168. arXiv : 1303.3321 . Bibcode : 2013ApJ ... 767..168L . DOI : 10.1088 / 0004-637x / 767/2/168 .
  11. ^ a b Ханнеман, Уилл Дж .; Ривз, Кэтрин К. (10.05.2014). «Тепловая структура токовых слоев и надаркадных нисходящих потоков в солнечной короне» . Астрофизический журнал . 786 (2): 95. Bibcode : 2014ApJ ... 786 ... 95H . DOI : 10,1088 / 0004-637x / 786/2/95 .
  12. ^ Sheeley, Jr., NR; Sheeley, NR; Jr .; Уоррен, HP; Ван, Ю.-М. (2004-12-01). «Происхождение послевспышечных петель» . Астрофизический журнал . 616 (2): 1224–1231. Bibcode : 2004ApJ ... 616.1224S . DOI : 10.1086 / 425126 .
  13. ^ Guo, L.-J .; Хуанг, Ю.-М .; Bhattacharjee, A .; Иннес, DE (2014). «Неустойчивости типа Рэлея-Тейлора в реактивной струе выхлопных газов как механизм супрааркадных нисходящих потоков на Солнце». Астрофизический журнал . 796 (2): L29. arXiv : 1406.3305 . Bibcode : 2014ApJ ... 796L..29G . DOI : 10.1088 / 2041-8205 / 796/2 / l29 .
  14. ^ Cécere, M .; Zurbriggen, E .; Costa, A .; Шнайтер, М. (2015). «Трехмерное МГД-моделирование вспыхивающих надаркадных нисходящих течений в турбулентной среде течения». Астрофизический журнал . 807 (1): 6. arXiv : 1407.3298 . Bibcode : 2015ApJ ... 807 .... 6С . DOI : 10.1088 / 0004-637x / 807/1/6 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Супрааркадные нисходящие потоки - RHESSI Wiki (berkeley.edu)
  • НАСА: Крупный план солнечных головастиков (nasa.gov)
  • Hinode / XRT: Supra-Arcade Downflows Post X-Flare (cfa.harvard.edu)
  • Hinode / XRT: Supra-Arcade Downflowing Loops (cfa.harvard.edu)