[논문 리뷰] A Comparison of EIT and TRACE Loop Widths

S. I. Chastain, J. T. Schmelz|arXiv (Cornell University)|2017. 05. 18.

Non-Destructive Testing Techniques인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 EIT와 TRACE 태양 이미징 데이터에서 관측된 冠状루프의 너비를 비교하여 해상도 효과가 루프 탐지 가능성에 미치는 영향을 평가한다. 연구 결과, EIT 루프는 전반적으로 해상도가 없는 것으로 나타났다 (1 픽셀보다 넓지만 해상도가 없는 상태), 많은 TRACE 루프 역시 해상도가 없는 상태이거나 낮은 해상도를 보이며, 루프의 구조에 대한 기존의 가정을 도전하고 있으며, 루프의 정의와 분석을 정확히 하기 위해 더 높은 해상도의 기구가 필요함을 시사한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 공간 해상도가 태양 이미징 데이터에서 관측된 冠状루프의 너비와 탐지 가능성에 미치는 영향을 조사한다.
• EIT와 TRACE와 같은 서로 다른 해상도를 가진 기구들 간의 루프 식별 불일치 문제를 다룬다.
• EIT와 TRACE에서 관측된 루프가 해상도가 있는지 없는지 평가하고, 루프 정의 및 분석에 미치는 영향을 평가한다.
• 관측된 루프가 해상도가 없을 경우 정량적 연구에서의 한계를 부각한다.
• 다양한 기구에서의 너비 측정을 바탕으로 冠状루프의 선호되는 공간 스케일을 실증적으로 제시한다.

제안 방법

• 171 Å 필터를 사용하여 EIT(2.6 arcsec/pixel)와 TRACE(0.5 arcsec/pixel) 기구에서 루프 세그먼트를 확보하고 분석하였다.
• 선택된 루프 세그먼트를 따라 루프 너비 프로파일을 측정하여 기구 간 너비를 비교하였다.
• 루프의 위치에 따른 너비 변화를 플롯하여 일관성과 해상도 효과를 평가하였다.
• 시각적 검토와 너비 측정을 통해 루프가 해상도가 있는(≥2 픽셀 너비)지 여부 또는 해상도가 없는(≤1 픽셀 너비)지 여부를 판단하였다.
• 이전 연구들(Klimchuk 2000, 2015; Peter et al. 2013; Schmelz et al. 2016)과의 비교를 통해 결과의 맥락을 설정하였다.
• 해상도가 없는 루프가 루프 정의 및 태양물리학에서 루프 기반 모델의 신뢰성에 어떤 영향을 미치는지 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 EIT와 TRACE에서 루프가 어느 정도 해상도가 있으며, 이는 관측된 루프 너비에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 동일한 루프가 EIT와 TRACE에서 다르게 보이는 이유는 무엇이며, 이는 기구 간 루프 정의에 어떤 함의를 갖는가?
• RQ3 고해상도 데이터 없이 루프 너비 측정만으로 루프가 해상도가 있는지 없는지 판단할 수 있는가?
• RQ4 루프 너비의 상한선은 무엇이며, 이는 EIT와 TRACE의 공간 해상도와 일치하는가?
• RQ5 EIT와 TRACE에서 해상도가 없는 루프가 정량적 루프 분석 및 모델링의 신뢰성에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 분석한 EIT의 22개 루프 세그먼트 중 어느 것도 해상도가 없었으며, EIT(2.6 arcsec/pixel)에서 1 픽셀보다 넓이가 작아 해상도가 없는 것으로 나타났다.
• 모든 EIT 루프의 너비가 1 픽셀 이하였으며, 이는 冠状루프가 본질적으로 EIT에서 해상도가 없고 이를 명시적으로 표기해야 한다는 것을 시사한다.
• 많은 TRACE 루프 역시 해상도가 없거나 낮은 해상도를 보였으며, 몇몇은 두 픽셀 이하(약 3000 km)로 측정되어 해상도 한계 이하일 수 있음을 시사한다.
• TRACE에서의 루프 너비 상한선은 약 3000 km(두 픽셀)이며, 이는 루프의 선호되는 공간 스케일을 시사한다.
• 일부 TRACE 루프는 명백히 해상도가 있었으며(두 픽셀 이상), 그러나 상당수는 그렇지 않았다. 이는 동일한 기구 내에서도 루프 간 해상도가 다양함을 의미한다.
• 이 연구는 해상도가 없는 루프가 분석에서 오해의 소지가 있음을 확인하였으며, 루프의 정체성과 너비가 기구의 해상도에 따라 결정되며, 한 기구에서의 루프가 다른 기구에서 동일한 루프라고 가정하는 것이 잘못되었음을 도전한다.