[論文レビュー] Extreme Ultra-Violet Spectroscopy of the Flaring Solar Chromosphere

Ryan O. Milligan|arXiv (Cornell University)|Jan 20, 2015

Solar and Space Plasma Dynamics被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、太陽耀斑中のコロナ下層の紫外線（EUV）スペクトル測定について、Hinode/EISおよびSDO/EVEのデータを用いて最近の進展をレビューしている。太陽耀斑中の大気状態を診断するための主要な診断法として、温度・密度感受性ライン比、ドップラー線形、非熱的幅拡大、発光度プロファイルを強調しており、下層太陽大気におけるエネルギー注入およびプラズマ力学の理解を深めている。

ABSTRACT

The extreme ultraviolet portion of the solar spectrum contains a wealth of diagnostic tools for probing the lower solar atmosphere in response to an injection of energy, particularly during the impulsive phase of solar flares. These include temperature and density sensitive line ratios, Doppler shifted emission lines and nonthermal broadening, abundance measurements, differential emission measure profiles, and continuum temperatures and energetics, among others. In this paper I shall review some of the advances made in recent years using these techniques, focusing primarily on studies that have utilized data from Hinode/EIS and SDO/EVE, while also providing some historical background and a summary of future spectroscopic instrumentation.

研究の動機と目的

• 太陽耀斑中のコロナ下層を調べるための極端紫外線スペクトル測定の最近の進展を統合すること。
• ライン比、ドップラー線形、非熱的幅拡大といった診断技術が、太陽耀斑のインパルス的段階におけるプラズマ状態をどのように明らかにするかを検討すること。
• Hinode/EISおよびSDO/EVE機器がコロナ下層のエネルギー的性質および力学的性質の理解をどのように進展させたかを評価すること。
• スペクトル測定技術の歴史的文脈を提示し、太陽物理学における将来的な方向性を示すこと。

提案手法

• Hinode/EISおよびSDO/EVE機器からの極端紫外線スペクトルデータを用いて、耀斑発生時のコロナ下層の状態を分析すること。
• 温度および密度感受性ライン比を応用し、耀斑中のプラズマの熱力学的性質を推定すること。
• ドップラー線形および非熱的ライン幅拡大の測定により、プラズマの流れおよび乱流運動を評価すること。
• 微分発光度プロファイルを用いて、耀斑発生時の大気の熱的構造を再構成すること。
• 連続スペクトル温度およびエネルギー収支の分析により、コロナ下層におけるエネルギーの堆積を定量化すること。
• 歴史的なスペクトル測定手法と現代の観測データを統合し、現在の知見を文脈づけること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 極端紫外線スペクトルにおける温度感受性および密度感受性ライン比は、太陽耀斑のインパルス的段階におけるプラズマ状態をどのように明らかにするか？
• RQ2 ドップラー線形および非熱的幅拡大は、耀斑発生時のコロナ下層におけるプラズマの運動およびエネルギー散逸機構についてどのような情報を提供するか？
• RQ3 EUV観測から導かれる微分発光度プロファイルは、耀斑発生時の下層太陽大気の熱的構造をどのように再構成するのだろうか？
• RQ4 元素組成の測定および連続スペクトル温度は、コロナ下層の耀斑におけるエネルギー収支を理解するために果たす役割は何か？
• RQ5 コロナ下層のダイナミクスをさらに理解するために、将来的に必要なスペクトル測定装置は何か？

主な発見

• 最近のEUVスペクトル測定により、Hinode/EISおよびSDO/EVEのデータを用いて、耀斑発生時のコロナ下層における温度、密度、非熱的運動の詳細な診断が可能になった。
• 温度および密度感受性ライン比は、耀斑のインパルス的段階におけるプラズマ状態の定量的制約を提供した。
• ドップラー線形および非熱的幅拡大は、耀斑領域における超音速のプラズマ流れおよび乱流によるエネルギー散逸メカニズムを明らかにした。
• EUV観測から導かれた微分発光度プロファイルは、耀斑発生時のコロナ下層の熱的構造の再構成を向上させた。
• EUVデータから導かれた連続スペクトル温度およびエネルギー収支は、下層太陽大気におけるエネルギー堆積メカニズムの理解を深めた。
• 歴史的なスペクトル測定手法と現代の観測機器の統合により、耀斑発生時のコロナ下層プラズマダイナミクスを研究するための診断能力が向上した。