[논문 리뷰] On the Nature of the Solar Chromosphere

Robert J. Rutten|ArXiv.org|2007. 01. 12.

Solar and Space Plasma Dynamics인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 태양의 코로나층을 주로 Hα 모틀스와 피브릴로 재정의한다—이들은 필라멘터리하고 인터네트워크를 가로질러 퍼진 구조들이다. 한편, Ca II H에서 관측되는 수직 '스트로우'는 전이영역 현상으로 재분류한다. 고해상도 DOT 관측을 바탕으로, 진정한 코로나층을 구성하는 것은 오직 이러한 모틀스뿐이며, 이는 코로나층 모델링, 진단 및 항성 활동 지표에 영향을 준다.

ABSTRACT

DOT high-resolution imagery suggests that only internetwork-spanning H-alpha "mottles" constitute the quiet-sun chromosphere, whereas more upright network "straws" in "hedge rows" reflect transition-region conditions.

연구 동기 및 목표

• 하이퍼레졸루션 관측을 통해 태양 코로나층의 본질을 재평가한다.
• 코로나층을 전이영역 및 상부 광구와 구분하는 데 오랫동안 애매시된 정의 문제를 해결한다.
• 모틀스, 피브릴, 스피큘러스, Ca II H 및 Hα에서의 '스트로우'와 같은 코로나층 구조의 물리적 기원과 관측적 외형을 명확히 한다.
• 복사전달 및 관측적 형태학에 기반한 대기층의 재분류 및 명칭 체계를 제안한다.
• 3D, 비- LTE, 부분 투명한 구조를 기하학적 다양성과 복사 전달을 고려해 포함함으로써 코로나층 모델링을 향상시킨다.

제안 방법

• 디스크 중심 및 근린부에서 동시 고해상도 DOT 관측을 바탕으로 G-band, Ca II H, Hα를 비교 분석하여 형태학적 및 복사 특성을 분석한다.
• 스펙트럴 영상 및 도플러 시프트 분석을 통해 선형 프로파일과 강도 행동에 기반해 광구, 코로나층, 전이영역 특징을 구분한다.
• 비- LTE, 부분 재분배(PrD), 코로나 조건을 포함한 3D 실린더형 및 판형 구조에 대해 복사전달 모델링(VAL/FAL 유형)을 적용한다.
• 형태학적 및 가시성에 기반해 Hα 특징을 3종류로 분류한다: 유형-1(밝은 입자), 유형-2(어두운, 급격히 끝나는 모틀스), 유형-3(밝고 확장된 모틀스).
• 특히 유형-1 스트로우에서 Ca II 준위를 인플레이션시키는 디일렉트론 재결합과 라이만 연속방사선 조사의 역할을 평가한다.
• UV(Lyα) 및 Ca II H 자료와의 비교를 통해 다양한 층에서의 광학 두께 및 복사 메커니즘을 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 일반적으로 관측되는 Hα 모틀스와 Ca II H '스트로우'는 태양 대기 중 실제로 어떤 물리적 층을 나타내는가?
• RQ2 Hα, Ca II H, Lyα 영상에서 유사한 구조가 나타나지만, 가시성과 대비에서 차이가 나는 이유는 무엇인가?
• RQ3 코로나층을 어떻게 재정의할 수 있으며, 실제로 전이영역 또는 상부 광구에 속하는 특징들을 제외할 수 있는가?
• RQ4 자기장 플럭스 튜브는 Ca II H 및 Hα에서 관측된 복사 방출을 어떻게 만들어내며, 기하학적 형태는 그 외형에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 왜 Ca II H & K 슈퍼베이스럴 복사가 UV 선 강도와 매우 강하게 상관되며, 그 물리적 기원은 무엇인가?

주요 결과

• 진정한 코로나층을 구성하는 것은 오직 인터네트워크를 가로질러 퍼진 Hα 모틀스와 피브릴—즉, 유형-3 특징—뿐이며, Ca II H에서의 수직 '스트로우'는 전이영역 현상이다.
• Ca II H '스트로우'는 광학적으로 투명하고 밝으며 수직으로 서 있으며, 가장자리 부근에 조밀한 헤지로우 구조를 이룬다. Hα 선 중심에서 존재하지 않기 때문에 코로나층이 아니라 전이영역 특징임을 시사한다.
• 디스크 중심의 Hα 모틀스는 투명하고 광구를 가리며, 활성 지역과 필라멘터를 피하는 연장된 밝고 굽은 형태의 구조로 나타난다.
• 유형-2 Hα 모틀스(어두운, 급격히 끝나는)는 선 날개에서만 관측되며 강한 도플러 시프트를 보이며, 5분대 진동조절을 갖는 역동적인 코로나층 피브릴임을 일관되게 나타낸다.
• 항성 활동 지표로 널리 사용되는 슈퍼베이스럴 Ca II H & K 복사의 주 원천은 유형-1 스트로우이며, 이들은 광학적으로 두껍고 라이만 연속방사선과 디일렉트론 재결합으로 인한 강화된 조사로 인해 복사된다.
• 전이영역은 매우 비틀려 있으며, 구형 셸이 아니며, 유형-2 모틀스의 D-F 인터페이스와 유형-1 스트로우의 E영역을 포함한다. 유형-2 및 3 구조의 외곽에는 얇고 저복사도의 쉘 구조가 존재한다.