Движение фотосферного вещества на участке активной области с двумя бомбами Эллермана
Рубрика:
| 1Пасечник, МН 1Главная астрономическая обсерватория Национальной академии наук Украины, Киев, Украина |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2019, 35(2):3-27 |
| https://doi.org/10.15407/kfnt2019.02.003 |
| Start Page: Физика Солнца |
| Язык: русский |
Аннотация: Представлены результаты анализа особенностей изменений лучевых скоростей плазмы в разных слоях фотосферы активной области NOAA 11024 под действием двух возникших и развивающихся бомб Эллермана (БЭ-1 и БЭ-2). Спектральные данные с высоким пространственным и временным разрешением были получены на франко-итальянском солнечном телескопе THEMIS 4 июля 2009 г. Время наблюдений 20 мин. В день наблюдений АО находилась на стадии резкого роста активности, и бомбы Эллермана развивались в области одного из трех выходящих в это время магнитных потоков. Во время наших наблюдений БЭ-1 находилась на стадии затухания, а яркость БЭ-2 увеличивалась. Использован участок спектра ≈ 630 нм, включающий фотосферные линии, которые формируются в большом диапазоне высот: линии нейтрального железа Fe I 630.15, 630.25, 630.35 нм и линию титана Ti I 630.38 нм. Определены и проанализированы изменения скорости и направления движения вещества в областях бомб Эллермана и в их ближайших окрестностях на разных уровнях фотосферы и на разных стадиях развития БЭ. Исследования показали, что на всех уровнях фотосферы АО происходил преимущественно подъем вещества. При этом в местах расположения БЭ наблюдалось заметное уменьшение величины лучевых скоростей Vлуч и амплитуды их колебаний. Вероятно, сверху шли потоки вещества, которые уменьшали скорость восходящего движения плазмы. Это указывает на то, что мелкомасштабные нисходящие движения, вызванные магнитными пересоединениями, накладывались на крупномасштабное восходящее движение плазмы нового магнитного потока. Этот вывод подтверждает и форма профилей фотосферных линий. Профили сильных линий имели красную асимметрию. Скорость вещества, определенная по смещению компонента, который хорошо выделялся в красном крыле профилей линии Fe I 630.35 нм, доходила до 2 км/с. Такое распределение Vлуч в областях БЭ указывает на то, что они состояли из нескольких струй, движущихся с разными скоростями и в разных направлениях. В центральной части БЭ-1 и БЭ-2 в верхнем слое фотосферы лучевая скорость изменялась в пределах –1...0 и –1...0.2 км/с, а в нижнем слое фотосферы — в пределах –1.6...–0.2 и –1.1...0.25 км/с соответственно. В окрестностях бомб Эллермана изменения Vлуч носили колебательный характер, интервал между колебаниями составлял около 5 мин. В областях БЭ картина квазипериодических колебаний Vлуч нарушалась, во многих случаях они происходили в противофазе. На основе проведенных исследований можно сделать вывод, что возбуждение, вызванное импульсным выделением энергии в результате последовательных магнитных пересоединений, связанных с выходом нового магнитного потока, распространилось из области БЭ-1 вдоль магнитной петли и вызвало появление БЭ-2, затем они развивались как физически связанная пара. Изученные особенности изменения лучевых скоростей хромосферного и фотосферного вещества указывает на то, что во время развития БЭ наблюдалось разнонаправленное движение — в нижнем слое хромосферы вещество двигалось вверх, а также образовались потоки, которые двигались вниз, уменьшая скорость восходящего движения плазмы на уровне фотосферы. Такое распределение скоростей могли вызвать магнитные пересоединения, которые происходили в слое между верхней фотосферой и нижней хромосферой, где формировалось ядро линии Нα. |
| Ключевые слова: бомбы Эллермана, лучевые скорости, Солнце, спектральное исследование, фотосфера |
References:
1. Gurtovenko E. A., Kostyk R. I. (1989). Fraungoferov spektr i sistema solnechnykh sil oscillyatorov. K.: Naukova Dumka, 200 p. (in Russian)
2. Koval' A. N. (1964). O dvizheniyakh, svyazannykh s usami. Izvestiya KrAO. 32. P. 32—37. (in Russian)
3. Kostyk R. I., Shchukina N. G. Pyatiminutnye kolebaniya i tonkaya struktura fotosfery Solntsa. I. Kinematika i fizika nebesnykh tel. 1999. 15(1). C. 25— 37. (in Russian)
4. Kostyk R. I., Shchukina N. G. Pyatiminutnye kolebaniya i tonkaya struktura fotosfery Solntsa. II. Kinematika i fizika nebesnykh tel. 1999. 15(2). C. 135—144. (in Russian)
5. Kostyk R. I., Shchukina N. G. Tonkaya struktura konvektivnykh dvizheniy v fotosfere Solntsa: nablyudeniya i teoriya. Astronomicheskii zhurnal. 2004. 81(9). P. 846—858. (in Russian)
6. Pasechnik M. N. (2014). Plasma motions in the solar loop of emerging magnetic flux. Kinematics Phys. Celestial Bodies. 30(4). P. 161—172.
7. Pasechnik M. N. (2016). Spectral study of a pair of Ellerman bombs. Kinematics Phys. Celestial Bodies. 2016. 32(2). P. 55—69.
8. Pasechnik M. N. (2018). Spectral Study of Ellerman Bombs. Photosphere. Kinematics Phys. Celestial Bodies. 2018. 34(2). C. 68—81.
9. Severnyy A. B. (1957). Nekotoryye rezul'taty issledovaniya nestatsionarnykh protsessov na Solntse. Astronomicheskii zhurnal. 34. S. 684—693. (in Russian)
10. Archontis V., Hood A. W. (2009). Formation of Ellerman bombs due to 3D flux emergence. Astron. and Astrophys. 508. P. 1469—1483.
11. Berlicki A., Heinzel P. (2014). Observations and NLTE modeling of Ellerman bombs. Astron. and Astrophys. 567. P. 1—10. Vol. 567, id. A110, 10 p.
12. Berlicki A., Heinzel P., Avrett E. H. (2010). Photometric analysis of Ellerman bombs. Mem. Soc. astron. ital. 81. P. 646—652.
13. Chae J., Moon Y.-J., Park S.-Y. (2003). Observational test of chromospheric magnetic reconnection. J. Korean Astron. Soc. 36. S1. P. 13—20.
14. Ellerman F. (1917). Solar hydrogen “bombs”. Astrophys. J. 46. P. 298—301.
15. Engell A. J., Siarkowski M., Gryciuk M., et al. (2011). Flares and their underlying magnetic complexity. Astrophys. J. 726. P. 12—20.
16. Fang C., Tang Y. H., Xu Z., et al. (2006). Spectral analysis of Ellerman bombs. Astrophys. J. 643. P. 1325—1336.
17. Georgoulis M. K., Rust D. M., Bernasconi P. N., et al. (2002). Statistics, morphology, and energetics of Ellerman bomb. Astrophys. J. 575. P. 506—528.
18. Grigor’ev V. M., Ermakova L. V., Khlystova A. I. (2011). The dynamics of photospheric line-of-sight velocities in emerging active regions. Astron. Reps. 55(29). P. 163—173.
19. Guglielmino S. L., Bellot Rubio L. R., Zuccarello F., et al. (2010). Multiwavelength observations of small-scale reconnection events triggered by magnetic flux emergence in the solar atmosphere. Astrophys. J. 724. P. 1083—1098.
20. Hashimoto Yu., Kitai R., Ichimoto K., et al. (2010). Internal fine structure of Ellerman bombs. Publs Astron. Soc. Jap. 62. P. 879—891.
21. Herlender M., Berlicki A. (2011). Multi-wavelength analysis of Ellerman bomb light curves. Cent. Eur. Astrophys. Bull. 35. P. 181—186.
22. Kitai R. (1983). On the mass motions and the atmospheric states of moustaches. Solar Phys. 87. P. 135—154.
23. Kitai R. (2012). Ellerman bomb as a manifestation of chromospheric fine scale activity. The Fifth Hinode Science Meeting. ASP Conference Series, Vol. 456, Proc. of a conference held 10-14 October 2011 at Royal Sonesta Hotel, Cambridge, Massachusetts. Edited by L. Golub, I. De Moortel, and T. Shimizu. San Francisco: Astron. Soc. Pacif. P. 81.
24. Kondrashova N. N., Pasechnik M. N., Chornogor S. N., et al. (2013). Atmosphere dynamics of the active region NOAA 11024. Solar. Phys. 284(2). P. 499—513.
25. Kozu H., Kitai R., Brooks, D. H., et al. (2006). Horizontal and vertical flow structure in emerging flux regions. Publs Astron. Soc. Jap. 58. P. 407—421.
26. Kurokawa H., Kawaguchi I., Funakoshi Y., et al. (1982). Morphological and evolutional features of Ellerman bombs. Solar. Phys. 79. P. 77—84.
27. Lites B. W., Skumanich A., Martinez Pillet V. (1998). Vector magnetic fields of emerging solar flux I. Properties at the site of emergence. Astron. and Astrophys. 333. P. 1053—1068.
28. Matsumoto T., Kitai R., Shibata K., et al. (2008). Height dependence of gas flows in an Ellerman bomb. Publ. Astron. Soc. Jap. 60. P. 95—102.
29. Matsumoto T., Kitai R., Shibata K., et al. (2008). Cooperative observation of Ellerman bombs between the Solar Optical Telescope aboard Hinode and Hida/Domeless Solar Telescope. Publ. Astron. Soc. Jap. 60. P. 577—585.
30. Nelson C. J., Doyle J. G., Erdelyi R., et al. (2013). Statistical Analysis of Small Ellerman Bomb events. Solar. Phys. 283(2). P. 307—323.
31. Nelson C. J., Shelyag S., Masthioudakis M., et al. (2013). Ellerman bombs — evidence for magnetic reconnection in the lower solar atmosphere. Astrophys. J. 779. P. 125—135.
32. Pariat E., Schmieder B., Berlicki A., et al. (2007). Spectrophotometric analysis of Ellerman bombs in the Ca II, Нα, and UV range. Astron. and Astrophys. 473. P. 279— 289.
33. Qiu J., Ding M. D., Wang H., et al. (2000). Ultraviolet and Нα emission in Ellerman bombs. Astrophys. J. 544. P. LI 57—L161.
34. Rezaei R., Beck C. (2015). Multiwavelength spectropolarimetric observations of an Ellerman bomb. Astron. and Astrophys. 582. 13 p. id. A104.
35. Rutten R. J. (2016). Н features with hot onsets I. Ellerman bombs. Astron. and Astrophys. 590. P. 124—137.
36. Socas-Navarro H., Martínez Pillet V., Elmore D., et al. (2006). Spectro-polarimetric observations and non-LTE modeling of ellerman bombs. Solar. Phys. 235(1-2). P. 75—86.
37. Valori G., Green L. M., Demouli P., et al. (2012). Nonlinear force-free extrapolation of emerging flux with a global twist and serpantine fine structures. Solar Phys. 278(1). P. 73—97.
38. Vissers G. J. M., Rouppe van der Voort L. H. M., Rutten R. J. (2013). Ellerman bombs at high resolution. II. Triggering, visibility, and effect on upper atmosphere. Astrophys. J. 774. P. 32—46.
39. Watanabe H., Kitai R., Okamoto K., et al. (2008). Spectropolarimetric observation of an emerging flux region: triggering mechanisms of Ellerman bombs. Astrophys. J. 684. P. 736—746.
40. Watanabe H., Vissers G., Kitai R., et al. (2011). Ellerman bombs at high resolution: 1. Morphological evidence for photospheric reconnection. Astrophys. J. 736. P. 71—83.
41. Zachariadis Th. G., Alissandrakis C. E., Banos G. (1987). Observations of Ellerman bombs in Нα. Solar Phys. 108(2). P. 227—236.