ЛИНИИ CAII В СПОКОЙНОЙ ОБЛАСТИ НА СОЛНЦЕ. I. ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В СОЛНЕЧНОЙ АТМОСФЕРЕ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Исследовались колебательные процессы в спокойном Солнце вне корональной дыры на разных уровнях солнечной хромосферы. Использованы спектроскопические наблюдения линий ионизованного кальция (K, H и 849.8 нм), полученные на Автоматизированном солнечном телескопе (АСТ) Саянской солнечной обсерватории. Был проведен спектральный анализ временных серий для ряда параметров линий. Выполнено сравнение результатов, полученных в данной работе, с результатами нашего исследования колебательных процессов в спокойных областях, находящихся в основании корональной дыры. Показано, что мощность колебаний выше в области спокойного Солнца вне корональной дыры. При этом имеется общая для исследованных областей тенденция уменьшения мощности колебаний с высотой для всех диапазонов частот, кроме низкочастотного, в большинстве хромосферных структур. В структурах с пониженным магнитным полем наблюдается рост мощности с высотой до высот нижней хромосферы с некоторым уменьшением ее к верхней хромосфере.

Ключевые слова:
хромосфера, контуры линий CaII, колебательные процессы
Список литературы

1. Копецкий М., Куклин Г.В. К вопросу об 11-летней вариации средней продолжительности жизни групп солнечных пятен. Исслед. по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1971. Вып. 2. С. 167-179.

2. Ожогина О.А., Теплицкая Р.Б. Изменение от центра к краю колебаний яркости солнечной хромосферы по линиям CaII. Письма в АЖ. 2013. Т. 39, № 4. С. 310-320. DOI:https://doi.org/10.7868/S0320010813030030.

3. Ожогина О.А., Теплицкая Р.Б. Изменение от центра к краю диска низкочастотных колебаний яркости солнечной хромосферы по линиям CaII. Письма в АЖ. 2014. Т. 40, № 6. С. 404-415. DOI:https://doi.org/10.7868/S0320010814060060.

4. Теплицкая Р.Б., Турова И.П., Ожогина О.А. Колебания интенсивности в основаниях корональных дыр. Письма в АЖ. 2009. Т. 35, № 10. С. 789-800.

5. Турова И.П., Григорьева С.А., Ожогина О.А. Пространственные и временные вариации формы контуров линии K CaII в различных структурных образованиях солнечной хромосферы. II. Методика определения и корреляционные соотношения между параметрами линии для участков K1 и K2. Солнечно-земная физика. 2020. Т. 6, № 4. С. 10-17. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-64202002.

6. Abbasvand V., Sobotka M., Švanda M., et al. Observational study of chromospheric heating by acoustic waves. Astron. Astrophys. 2020. Vol. 642. A52. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/202038559.

7. Athay R.G. Radiative energy loss from the solar chromosphere and corona. Astrophys. J. 1966. Vol. 146. P. 223-240.

8. Ballester J.L., Alexeev I., Collados M., et al. Partially ionized plasmas in astrophysics. Space Sci. Rev. 2018. Vol. 214, iss. 2, A58. DOI:https://doi.org/10.1007/s11214-018-0485-6.

9. Ballester J.L., Soler R., Terradas J., Carbonell M. Nonlinear coupling of Alfvén and slow magnetoacoustic waves in partially ionized solar plasmas. Astron. Astrophys. 2020. Vol. 641, A48. 17 p. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/202038220.

10. Beck C., Schmidt W., Rezaei R., Rammacher W. The signature of chromospheric heating in CaII H spectra. Astron. Astrophys. 2008. Vol. 479. P. 213-227. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361:20078410.

11. Beck C., Khomenko E., Rezaei R., Collados M. The energy of waves in the photosphere and lower chromospheres. I. Velocity statistics. Astron. Astrophys. 2009. Vol. 507. P. 453-467. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/200911851.

12. Bel N., Leroy B. Analytical study of magneto-acoustic gravity waves. Astron. Astrophys. 1977. Vol. 55. P. 239-243.

13. Bello González N., Flores Soriano M., Kneer F., Okunev O. On the energy flux in acoustic waves in the solar atmosphere. Memorie della Societa Astronomica Italiana. 2010. Vol. 81. P. 757-762.

14. Bjørgen J.P., Sukhorukov A.V., Leenaarts J., et al. Three-dimensional modeling of the CaII H and K lines in the solar atmosphere. Astron. Astrophys. 2018. Vol. 611, A62. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/201731926.

15. Carlsson M. Chromospheric modeling. ASP Conference Ser. 2006. Vol. 354. P. 291-300.

16. Carlsson M., Hansteen V.H., de Pontieu B., et al. Can high frequency acoustic waves heat the quiet Sun chromosphere? Publ. Astron. Soc. Japan. 2007. Vol. 59. P. S663-S668.

17. Centeno R., Collados M., Trujillo Bueno J. Oscillations and wave propagation in different solar magnetic features. ASP Conference Ser. 2006. Vol. 358. P. 465-470.

18. Chelpanov A.A., Kobanov N.I., Kolobov D.Yu. Characteristics of oscillations in magnetic knots of solar faculae. Astronomy Rep. 2015. Vol. 59, no. 10. P. 968-973. DOI:https://doi.org/10.1134/S1063772915090036.

19. Chelpanov A., Kobanov N., Chelpanov M., Kiselev A. Propagating oscillations in the lower atmosphere under coronal holes. Solar Phys. 2021. Vol. 296. Article id. 179. 13 p. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-021-01909-y.

20. Cowling T.G. The dissipation of magnetic energy in an ionized gas. MNRAS. 1956. Vol. 116. P. 114-124.

21. Cuntz M., Rammacher W., Musielak Z.E. Acoustic heating of the solar chromosphere: present indeed and locally dominant. Astrophys. J. 2007. Vol. 657. P. L57-L60.

22. Damé L., Gouttebroze P., Malherbe J.-M. Observation and analysis of intensity oscillations in the solar K-line. Astron. Astrophys. 1984. Vol. 130. P. 331-340.

23. DeForest C.E., Gurman J.B. Observation of quasi-periodic compressive waves in solar polar plumes. Astrophys. J. 1998. Vol. 501. P. L217-L220.

24. De Pontieu B., Erdélyi R., James S.P. Solar chromospheric spicules from the leakage of photospheric oscillations and flows. Nature. 2004. Vol. 430. P. 536-539. DOI:https://doi.org/10.1038/nature02749.

25. Deubner F.-L., Fleck B. Dynamics of the solar atmosphere. III. Cell-network distinction of chromospheric oscillations. Astron. Astrophys. 1990. Vol. 228. P. 506-512.

26. Fossum A., Carlsson M. Response functions of the ultraviolet filters of TRACE and the detectability of high-frequency acoustic waves. Astrophys. J. 2005a. Vol. 625. P. 556-562.

27. Fossum A., Carlsson M. High-frecuency acoustic waves are not sufficient to heat the solar chromospheres. Nature. 2005b. Vol. 435. P. 919-921. DOI:https://doi.org/10.1038/nature03695.

28. Fossum A., Carlsson M. Determination of the acoustic wave flux in the lower solar chromospheres. Astrophys. J. 2006. Vol. 645. P. 579-592.

29. Gafeira R., Jafarzadeh S., Solanki S.K., et al. Oscillations on width and intensity of slender CaII H fibrils from SUNRISE/SuFI. Astrophys J. Suppl. Ser. 2017. Vol. 229. Article id. 7. 6 p. DOI:https://doi.org/10.3847/1538-4365/229/1/7.

30. Goodman M.L. On the mechanism of chromospheric network heating and the condition for its onset in the sun and other solar-type stars. Astrophys. J. 2000. Vol. 533. P. 501-522.

31. Grigoryeva S.A., Turova I.P., Ozhogina O.A. Studying CaII line profile shapes and dynamic processes in the solar chromospheres at the base of a coronal hole. Solar Phys. 2016. Vol. 291. P. 1977-2002. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-016-0951-9.

32. Gupta G.R., Subramanian S., Banerjee D., et al. Nature of quiet Sun oscillations using data from the Hinode, TRACE, and SOHO spacecraft. Solar Phys. 2013. Vol. 282. P. 67-86. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-012-0146-y.

33. Heggland L., Hansteen V. H., De Pontieu B., Carlsson M. Wave propagation and jet formation in the chromospheres. Astrophys. J. 2011. Vol. 743. Article id. 142. 27 p. DOI: 10.1088/ 0004-637X/743/2/142.

34. Jafarzadeh S., Wedemeyer S., Fleck B., et al. An overall view of temperatureoscillations in the SOLAR chromosphere with ALMA. Philosophical Transactions of the Royal Society A. 2021. Vol. 379. 28 p. DOI:https://doi.org/10.1098/rsta.2020.0174.

35. Jefferies S.M., McIntosh S.W., Armstrong J.D., et al. Magnetoacoustic portals and the basal heating of the solar chromospheres. Astrophys. J. 2006. Vol. 648. P. L151-L155. DOI:https://doi.org/10.1086/508165.

36. Jess D.B., Morton R.J., Verth G., et al. Multiwavelength studies of MHD waves in the solar chromosphere. An overview of recent results. Space Sci. Rev. 2015. Vol. 190. P 103-161. DOI:https://doi.org/10.1007/s11214-015-0141-3.

37. Judge P.G. New perspectives on the photosphere/corona interface (Keynote). ASP Conference Ser. 2009. Vol. 415. P. 7-14.

38. Judge P.G. The chromosphere: gateway to the corona?... Or the purgatory of solar physics? Memorie della Societa Astronomica Italiano. 2010. Vol. 81. P. 543-552.

39. Judge P.G., Tarbell T.D., Wilhelm K. A study of chromospheric oscillations using the SOHO and TRACE spacecraft. Astrophys. J. 2001. Vol. 554. P. 424-444.

40. Kayshap P., Murawski K., Srivastava A.K., et al. Vertical propagation of acoustic waves in the solar internetwork as observed by IRIS. MNRAS. 2018. Vol. 479. P. 5512-5521. DOI:https://doi.org/10.1093/mnras/sty1861.

41. Khodachenko M.L., Arber T.D., Rucker H.O., Hanslmeier A. Collisional and viscous damping of MHD waves in partially ionized plasmas of the solar atmosphere. Astron. Astrophys. 2004. Vol. 422. P. 1073-1084. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361:20034207.

42. Khomenko E., Collados M. Heating of the magnetized solar chromosphere by partial ionization effects. Astrophys. J. 2012. Vol. 747. P. 87-98. DOI:https://doi.org/10.1088/0004-637X/747/2/87.

43. Khomenko E., Santamaria I.C. Magnetohydrodynamic waves driven by p-modes. J. Physics Conf. Ser. 2013. Vol. 440, iss. 1. Article id. 012048. DOI:https://doi.org/10.1088/1742-6596/440/1/012048.

44. Khomenko E., Centeno R., Collados M., Trujillo Bueno J. Channeling 5 minute photospheric oscillations into the solar outer atmosphere through small-scale vertical magnetic flux tubes. Astrophys. J. 2008. Vol. 676. P. L85-L88.

45. Kobanov N.I. Lower chromospheres oscillations near 4 mHz. Astron. Astrophys. Trans. 2000. Vol. 19, iss. 2. P. 103-113. DOI: 1080/10556790008241354.

46. Kobanov N.I., Pulyaev V.A. Spatial distribution of oscillations in faculae. Solar Phys. 2011. Vol. 268. P. 329-334. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-010-9581-9.

47. Leenaarts J., de la Cruz Rodríguez J., Danilovic S., et al. Chromospheric heating during flux emergence in the solar atmosphere. Astron. Astrophys. 2018. Vol. 612. A28. DOI: 10.1051/ 0004-6361/201732027.

48. Lites B.W., Rutten R.J., Kalkofen W. Dynamics of the solar chromosphere. I. Long-period network oscillations. Astrophys. J. 1993. Vol. 414. P. 345-356.

49. Martinez-Sykora J., de Pontieu B., Hansteen V., Carlsson M. The role of partial ionization effects in the chromospheres. Philosophical Transactions of the Royal Society A. 2015. Vol. 373, iss. 2042. P. 20140268-20140268. DOI:https://doi.org/10.1098/rsta.2014.0268.

50. McAteer R.T.J., Gallagher P.T., Williams D.R., et al. Observational evidence for mode coupling in the chromospheric network. Astrophys. J. 2003. Vol. 587. P. 806-817.

51. Mein N., Schmieder B. Mechanical flux in the solar chromospheres. III. Variation of the mechanical flux. Astron. Astrophys. 1981. Vol. 97. P. 310-316.

52. Molnar M.E., Reardon K.P., Cranmer S.R., et al. High-frequency wave power observed in the solar chromosphere with IBIS and ALMA. Astrophys. J. 2021. Vol. 920. Article id. 125. 21 p. DOI:https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac1515.

53. Piddington J.H. Solar atmospheric heating by hydromagnetic waves. MNRAS. 1956. Vol. 116. P. 314-323.

54. Pietarila A., Socas-Navarro H., Bogdan T., et al. Simulation of quiet-Sun waves in the CaII infrared triplet. Astrophys. J. 2006. Vol. 640. P. 1142-1152.

55. Rajaguru S.P., Sangeetha C.R., Tripathi D. Magnetic fields and the supply of low-frequency acoustic wave energy to the solar chromospheres. Astrophys. J. 2019. Vol. 871. Article id. 155. 15 p. DOI:https://doi.org/10.3847/1538-4357/aaf883.

56. Reardon K.P. The effects of atmospheric dispersion on high-resolution solar spectroscopy. Solar Phys. 2006. Vol. 239. P. 503-517. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-006-0283-2.

57. Reardon K.P., Uitenbroek H., Cauzzi G. The solar chromospheres at high resolution with IBIS. III. Comparison of CaII K and CaII 854.2 nm imaging. Astron. Astrophys. 2009. Vol. 500. P. 1239-1247. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/200811223.

58. Shibata K., Nakamura T., Matsumoto T., et al. Chromospheric anemone jets as evidence of ubiquitous reconnection. Science. 2007. Vol. 318. P. 1591-1594. DOI:https://doi.org/10.1126/science.1146708.

59. Shine R.A., Linsky J.L. Physical properties of solar chromospheric plages. II: Chromospheric plage models. Solar Phys. 1974. Vol. 39. P. 49-77.

60. Shoda M., Yokoyama T. High-frequency spicule oscillations generated via mode conversion. Astrophys. J. 2018. Vol. 854. Article id. 9. 10 p. DOI:https://doi.org/10.3847/1538-4357/aaa54f.

61. Simon G.W. A practical solution of the atmospheric dispersion problem. Astronom. J. 1966. Vol. 71, no. 3. P. 190-194.

62. Smith P.D., Sakai J.I. Chromospheric magnetic reconnection: two-fluid simulations of coalescing current loops. Astron. Astrophys. 2008. Vol. 486. P. 569-575. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361:200809624.

63. Srivastava A.K., Kuridze D., Zaqarashvili T.V., Dwivedi B.N. Intensity oscillations observed with Hinode near the south pole of the Sun: leakage of low frequency magneto-acoustic waves into the solar corona. Astron. Astrophys. 2008. Vol. 481. P. L95-L98. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361:20079328.

64. Srivastava A.K., Ballester J.L., Cally P.S., et al. Chromospheric heating by magnetohydrodynamic waves and instabilities. JGR Space Phys. 2021. Vol. 126. e2020JA029097. DOI:https://doi.org/10.1029/2020JA029097.

65. Suematsu Y. Influence of photospheric 5-minute oscillations on the formation of chromospheric fine structures. Progress of Seismology of the Sun and Stars. Lecture Notes in Physics. Berlin, Heidelberg. Springer. 1990. Vol. 367. P. 211-214. DOI:https://doi.org/10.1007/3-540-53091-6_83.

66. Taroyan Y., Erdelyi R. Heating diagnostics with MHD waves. Space Sci. Rev. 2009. Vol. 149. P. 229-254. DOI: 10.1007/ s11214-009-9506-9.

67. Teplitskaya R.B., Turova I.P., Kuklin G.V. The study of the dynamic process of umbral flashes. Publ. Debrecen Heliophysical Obs. 1983. Vol. 5. P. 267-284.

68. Teplitskaya R.B., Ozhogina O.A., Turova I.P. Brightness distribution at the base of a coronal hole. Astron. Lett. 2006. Vol. 32, no. 2. P. 120-127. DOI:https://doi.org/10.1134/S106377370602006X.

69. Turova I.P. On the unusual H emission in a sunspot umbra spectrum. Solar Phys. 1994. Vol. 150. P. 71-79.

70. Turova I.P., Teplitskaya R.B., Kuklin G.V. The study of umbral flashes in the umbrae of two sunspots. Solar Phys. 1983. Vol. 87. P. 7-22. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00151155.

71. Vernazza J.E., Avrett E.H., Loeser R. Structure of the solar chromosphere. III. Models of the EUV brightness components of the quiet sun. Astrophys. J. Suppl. Ser. 1981. Vol. 45. P. 635-725. DOI:https://doi.org/10.1086/190731.

72. von Uexküll M., Kneer F. Oscillations of the Sun's chromospheres. VII. K grains revisited. Astron. Astrophys. 1995. Vol. 294. P. 252-259.

73. Withbroe G.L., Noyes R.W. Mass and energy flow in the solar chromosphere and corona. Ann. Rev. Astron. Astrophys. 1977. Vol. 15. P. 363-387. DOI:https://doi.org/10.1146/annurev.aa.15.090177. 002051.

74. Zaqarashvili T.V., Khodachenko M.L., Rucker H.O. Magnetohydrodynamic waves in solar partially ionized plasmas: two-fluid approach. Astron. Astrophys. 2011. Vol. 529. A82. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/201016326.

75. Zweibel E.G. Magnetic reconnection in partially ionized gases. Astrophys. J. 1989. Vol. 340. P. 550-557.

76. URL: https://SolarMonitor.org (дата обращения 22 февраля 2023 г.).

Войти или Создать
* Забыли пароль?