[论文解读] 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 3

一句话总结

本研究通过比较EIT与TRACE太阳成像数据中的冕状环宽度，评估空间分辨率对环检测的影响。研究发现，EIT中的环普遍未被解析（宽度超过一个像素但未被解析），而许多TRACE中的环也未被解析或解析度较差，这挑战了关于环结构的传统假设，并凸显了需要更高分辨率仪器以准确界定和分析冕状环。

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.

研究动机与目标

• 研究空间分辨率如何影响太阳成像数据中冕状环的观测宽度与可检测性。
• 解决在不同分辨率仪器（如EIT与TRACE）之间环识别不一致的问题。
• 评估在EIT与TRACE中观测到的环是否被解析或未被解析，并评估其对环定义与分析的影响。
• 强调在冕状环属性的定量研究中使用未被解析环的局限性。
• 基于跨仪器的宽度测量，提供冕状环存在优选空间尺度的实证证据。

提出的方法

• 使用171 Å滤波器获取并分析来自EIT（2.6 arcsec/pixel）和TRACE（0.5 arcsec/pixel）仪器的环段。
• 沿选定环段测量环宽剖面，以比较不同仪器间的宽度差异。
• 绘制环宽随位置的变化图，以评估一致性与分辨率影响。
• 通过视觉检查与宽度测量，判断环是否被解析（≥2像素宽）或未被解析（≤1像素宽）。
• 与先前研究（如Klimchuk 2000, 2015；Peter et al. 2013；Schmelz et al. 2016）进行对比，以定位本研究发现的上下文背景。
• 评估未被解析环对环定义及太阳物理学中基于环的模型可靠性的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 冕状环在EIT与TRACE中在多大程度上被解析，这如何影响其观测宽度？
• RQ2 为何同一环在EIT与TRACE中表现不同，这对跨仪器的环定义意味着什么？
• RQ3 仅凭环宽测量能否判断环是否被解析，而无需更高分辨率数据？
• RQ4 冕状环宽度的上限是多少，是否与EIT和TRACE的空间分辨率一致？
• RQ5 EIT与TRACE中未被解析的环如何影响定量环分析与建模的可靠性？

主要发现

• 在EIT中分析的22个环段均未被解析，因为所有环在EIT（2.6 arcsec/pixel）中的宽度均小于一个像素，表明其未被解析。
• 所有EIT环的宽度均小于一个像素，表明冕状环在EIT中本质上是未被解析的，应明确标注为未被解析。
• 许多TRACE环也未被解析或解析度较差，其中若干环宽度小于两个像素（≈3000 km），表明其可能低于分辨率阈值。
• TRACE中环宽度的上限约为3000 km（两个像素），表明冕状环存在优选空间尺度。
• 部分TRACE环明显被解析（宽度超过两个像素），但大量环未被解析，表明即使在同一仪器内，分辨率在不同环之间也存在差异。
• 本研究证实，未被解析的环在分析中具有误导性，且环的身份与宽度在很大程度上取决于仪器的空间分辨率，这挑战了‘同一台仪器中的环在另一台仪器中即为同一环’的假设。