[논문 리뷰] On the Relationship Between Polar Coronal Jets and Plumes

N. E. Raouafi|ArXiv.org|2009. 02. 03.

Solar and Space Plasma Dynamics인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 고해상도 히노데/XRT 및 스테레오/EUVI 관측을 활용하여 극관류제트의 90퍼센트 이상이 플룸과 직접적으로 연결되어 있음을 입증한다. 제트는 자기재결합을 통해 플룸 형성의 전조로 작용한다. 연구 결과는 제트에서 플룸으로의 전환 과정가 매끄럽거나 지연될 수 있으며, 플룸 내에서의 일시적 밝은 점과 짧은 수명의 사건들이 플룸의 밝기와 구조를 유지하는 데 지속적인 자기재결합 과정을 시사한다.

ABSTRACT

We utilize observations from {\emph{Hinode}}/XRT and the Extreme ultraviolet (EUV) imagers onboard {\emph{STEREO}} to study the relationship between coronal jets and plumes. The data were recorded on Apr. 7-8 and Nov. 2-4, 2007. Detailed results are presented for the Apr. campaign along with preliminary analysis of the Nov. observations. We find that $>90%$ of the identified jets are directly related to plumes (Apr. data). EUV data show that plume haze rose from the same spatial location of more than 70% of the identified jets. The remaining jets occurred in areas where plume material exists already. The jet-plume transition is smooth in some cases and delayed by up to several minutes in others. Short-lived, jet-like events and small transient bright points occur at different locations within the base of pre-existing long-lived plumes. The latter are enhanced after the manifestation of jet-like events. The present observations suggest evidence for X-ray jets as precursors of polar plumes and of their brightness changes.

연구 동기 및 목표

• 극관류제트와 플룸 사이의 물리적 관계를 조사한다. 이는 오랫동안 관련이 없다고 여겨져 온 구조들이다.
• 관류제트가 플룸 형성 이전에 일어나는지 또는 동시에 발생하는지, 특히 자기재결합의 맥락에서 이를 규명한다.
• 제트와 플룸의 시간적·공간적 변화를 분석하여 상호의존성과 형성 메커니즘을 평가한다.
• 일시적 밝은 점과 짧은 수명의 사건들이 플룸 활동과 밝기를 유지하는 데 수행하는 역할을 분석한다.
• 극관류홀 내 자기력선 농도와 관련하여 제트와 플룸의 위도 분포를 평가한다.

제안 방법

• 2007년 4월에 발생한 잘 정의된 X선 제트(28건)를 식별하고 선택하기 위해 히노데/XRT에서 제공하는 고공간(1 arcsecond/pixel) 및 고시간(<1분) 해상도의 X선 자료를 활용하였다.
• 171 Å에서 STEREO/SECCHI/EUVI의 EUV 관측 자료를 활용하여 극플룸을 탐지하고, X선 제트와의 공간적 상관관계를 특성화하였다.
• 위성 간 19°의 각도 분리에 따라 히노데/XRT와 스테레오/EUVI 자료를 공액화하여 제트와 플룸의 위치 및 진화를 비교하였다.
• 시간 시리즈 자료를 분석하여 제트 소멸과 플룸 등장 사이의 시간적 순서를 추적하였으며, 수분에서 수십 분에 이르는 지연을 확인하였다.
• 제트 이벤트와 플룸 기저의 밝은 점 및 일시적 특징을 상관관계 분석하여 플룸 지속성과 가열에 미치는 영향을 평가하였다.
• Raouafi 등(2007b)에서 제공한 위도 기반 자기력선 밀도 자료를 활용하여 제트 발생과 비교함으로써 제트-플룸 형성의 공간적 경향성을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 극관류제트는 공간적·시간적으로 극관류플룸 형성과 관련이 있는가?
• RQ2 X선 제트는 플룸 구조 형성 이전에 발생하는가 또는 동시에 발생하는가? 이는 상호 인과관계에 대해 어떤 시사점을 갖는다?
• RQ3 일시적 밝은 점과 짧은 수명의 제트 유사 사건이 플룸의 밝기와 구조 유지에 수행하는 역할은 무엇인가?
• RQ4 제트의 위도 분포는 자기력선 농도 분포와 어떻게 비교되며, 이는 자기재결합을 포함한 형성 메커니즘을 지지하는가?
• RQ5 관측된 제트에서 플룸으로의 전환은 연속적인 재결합 과정으로 설명될 수 있는가, 아니면 별개의 물리적 메커니즘이 관여하는가?

주요 결과

• 2007년 4월 캠프에서 확인된 X선 제트 중 90퍼센트 이상(28건 중 26건)이 플룸 물질과 직접적으로 연결되어 있어 강한 공간적 및 가능성이 있는 물리적 연결성을 시사한다.
• 제트 사건의 70퍼센트 이상에서 EUV 플룸 안개가 X선 제트와 동일한 공간 위치에서 상승함을 확인하여 직접적인 기원 연결을 뒷받침한다.
• 일부 사례에서는 제트에서 플룸으로의 전환이 매끄럽게 이루어지지만, 다른 사례에서는 수분 간 지연이 발생함으로써 동적인 진화 과정임을 시사한다.
• 기존의 장기간 지속되는 플룸 기저에서 짧은 수명의 제트 유사 사건과 일시적 밝은 점이 관측되며, 제트 이벤트 이후에 강화됨을 통해 지속적인 자기재결합 활동이 존재함을 시사한다.
• 플룸 기저의 밝은 점은 종종 여러 부분으로 분해되며, 이는 간헐적인 자기재결합의 중심지임을 지지하는 증거이다.
• 2007년 4월 제트 위도 히스토그램은 자기력선 밀도의 위도 분포와 유사한 경향을 보이며, 제트와 플룸이 태양 극에서 멀어진 곳에서 선호적으로 형성됨을 시사하며, 이는 재결합 모델과 일치한다.