[論文レビュー] A Comparison of EIT and TRACE Loop Widths

S. I. Chastain, J. T. Schmelz|arXiv (Cornell University)|May 18, 2017

Non-Destructive Testing Techniques被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、EITおよびTRACE太陽画像データにおける coronal loop の幅を比較し、解像度の影響がループ検出可能性に与える影響を評価する。EITのループは普遍的に分解不能（1ピクセル未満だが解像されていない）であり、多くのTRACEのループに対しても同様の傾向が見られ、ループ構造に関する従来の仮定に疑問を呈するとともに、正確なループ定義と分析を行うためにより高解像度の機器の必要性を強調する。

ABSTRACT

In this study we have compared coronal loops in the Extreme ultraviolet Imaging Telescope (EIT) on-board the Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) with coronal loops from the Transition Region and Coronal Explorer (TRACE). The purpose of which is to quantitatively and qualitatively examine the effects of spatial resolution on the width of coronal loops and implications for how a coronal loop is defined. Out of twenty-two loop sections analyzed, we find that none of them were resolved in EIT and none of them were close to the width of the TRACE loops. These findings suggest that coronal loops are unresolved in EIT. We also find examples of how unresolved loops can be quite misleading. We have also found that many of the TRACE loops that we have analyzed may be unresolved as well. Our findings emphasize the importance of studying loop width in order to better understand coronal loops and also emphasize the need for instruments with higher spatial resolution.

研究の動機と目的

• 空間解像度が太陽画像データにおけるコロナルループの観測幅および検出可能性に与える影響を調査する。
• EITおよびTRACEのような異なる解像度を持つ機器間でループ同定に不一致が生じる理由を解明する。
• EITおよびTRACEで観測されたループが解像されているか、分解不能であるかを評価し、ループ定義および分析に与える影響を検討する。
• コロナルループの性質に関する定量的分析において、分解不能なループを使用することの限界を強調する。
• 異なる機器における幅測定に基づき、コロナルループの好ましい空間スケールを実証的根拠とともに提示する。

提案手法

• 171 Åフィルタを用いて、EIT（2.6 arcsec/pixel）およびTRACE（0.5 arcsec/pixel）機器からループ断片を取得し、分析した。
• 選択されたループ断片に沿った幅プロファイルを測定し、機器間での幅を比較した。
• ループに沿った位置ごとの幅をプロットし、一貫性および解像度の影響を評価した。
• 視覚的検査および幅測定を用いて、ループが2ピクセル以上（≥2ピクセル）の広がりを示せば解像されていると判断し、1ピクセル以下（≤1ピクセル）であれば分解不能と判断した。
• 先行研究（例：Klimchuk 2000, 2015; Peter et al. 2013; Schmelz et al. 2016）と比較することで、本研究の結果を文脈づけた。
• 分解不能なループが、ループ定義および太陽物理学におけるループベースのモデルの信頼性に与える影響を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 コロナルループはEITおよびTRACEでどの程度解像されているのか。また、これにより観測幅にどのような影響を与えるか。
• RQ2 同じループがEITとTRACEで異なるように見えるのはなぜか。これは、異なる機器間でのループ定義にどのような含意をもたらすか。
• RQ3 高解像度データがなければ、ループ幅の測定値だけでは、ループが解像されているか分解不能かを特定できるか。
• RQ4 コロナルループ幅の上限は何か。また、EITおよびTRACEの空間解像度と整合するか。
• RQ5 EITおよびTRACEにおける分解不能なループは、定量的ループ解析およびモデリングの信頼性にどのように影響を与えるか。

主な発見

• EITで分析された22個のループ断片すべてが解像されていなかった。EITの解像度（2.6 arcsec/pixel）では、すべてのループ幅が1ピクセル未満であったため、分解不能であると判明した。
• EITのすべてのループ幅が1ピクセル未満であったため、コロナルループはEITにおいて根本的に分解不能であり、明示的にそう記述すべきであると示唆された。
• 多くのTRACEループに対しても、分解不能または不十分に解像されているものがあり、いくつかのループは2ピクセル未満（約3000 km）であった。これは、解像度のしきい値以下にある可能性を示唆している。
• TRACEにおけるループ幅の上限は約3000 km（2ピクセル）であり、コロナルループに好ましい空間スケールが存在する可能性を示している。
• 一部のTRACEループは明確に解像されていた（2ピクセル以上）。しかし、多くのループが解像されていなかったため、同じ機器内でもループによって解像度の違いが生じていることが示された。
• 本研究は、分解不能なループが解析において誤解を招く可能性があることを確認した。また、ループの識別および幅は、機器の解像度に強く依存しており、ある機器で観測されたループが別の機器でも同一であると仮定することは、疑わしいと示した。