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Aperçus de l'éclipse solaire totale de 2017

L'éclipse de 2017 a fourni des données essentielles sur la couronne solaire.

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Le 21 août 2017, une éclipse solaire totale a donné une occasion unique d'étudier la Couronne Solaire, la couche extérieure de l'atmosphère du Soleil. Pendant l'éclipse, des scientifiques ont utilisé un outil spécial appelé un spectromètre d'imagerie multiplexé partiellement à trois canaux (3PAMIS) pour observer des émissions lumineuses spécifiques provenant d'ions de fer présents dans la couronne.

Qu'est-ce que la Couronne Solaire ?

La couronne solaire est l'atmosphère extérieure du Soleil, qui n'est généralement pas visible à cause de la luminosité du Soleil lui-même. Pendant une éclipse solaire totale, la Lune bloque la lumière du Soleil, permettant aux scientifiques d'observer la faible couronne. La température de la couronne solaire est exceptionnellement élevée, atteignant des millions de degrés. Cette haute température est cruciale pour comprendre divers phénomènes solaires, y compris le vent solaire et les éruptions solaires.

Les Observations

Pendant l'éclipse, l'instrument 3PAMIS a mesuré des émissions lumineuses spécifiques provenant d'ions de fer, notamment Fe x à 637,4 nanomètres et Fe xiv à 530,3 nanomètres. Ces émissions proviennent de différentes températures électroniques. L'instrument a scanné la couronne dans une direction nord-sud, à partir de la partie centrale du Soleil et en s'étendant vers l'extérieur.

Résultats Clés

  1. Largeurs de Lignes et Décalages Doppler : Les scientifiques ont remarqué que les largeurs des émissions lumineuses variaient selon les différentes zones de la couronne. Dans les régions actives et les courants, les largeurs des lignes de Fe xiv demeuraient relativement constantes. En revanche, les largeurs de ligne de Fe x étaient plus larges dans les champs ouverts et augmentaient avec la hauteur, surtout dans les trous coronaux polaires.

  2. Mécanismes de Chauffage : Les différences de largeurs de ligne suggèrent différents mécanismes de chauffage dans les diverses structures coronales. Les champs magnétiques ouverts subissent probablement un chauffage dû aux vagues, tandis que les structures fermées pourraient connaître un chauffage localisé.

  3. Spectroscopie d'Éclipse : L'éclipse solaire totale a permis des observations à haute altitude avec un minimum d'interférences d'autres sources lumineuses. Cela a amélioré la précision des mesures concernant les largeurs de ligne et les décalages Doppler.

Importance de l'Observation Solaire

Les observations solaires lors d'éclipses sont cruciales pour comprendre les structures et les processus solaires. Elles ont révélé des interactions complexes qui se produisent au sein de la couronne. Les éclipses solaires totales offrent une occasion unique de rassembler des données sans l'interférence de la lumière du soleil, ce qui les rend précieuses pour l'étude scientifique.

Contexte Historique

Avant l'éclipse de 2017, il y avait eu des observations d'éclipses antérieures qui ont mené à des découvertes significatives concernant la couronne solaire. Par exemple, l'identification de la ligne verte dans le spectre lors d'éclipses passées a aidé les scientifiques à déterminer les températures électroniques dans la couronne.

Recherche Actuelle

La recherche continue d'explorer les propriétés de la couronne solaire. Les données recueillies pendant l'éclipse de 2017 contribuent à une meilleure compréhension de la façon dont le vent solaire est accéléré et de la façon dont diverses structures dans la couronne se comportent.

Le Rôle de la Spectroscopie

La spectroscopie est une technique utilisée pour analyser la lumière émise par les éléments. Dans cette étude, la spectroscopie a aidé à analyser les lignes d'émission de fer et à tirer des conclusions sur la température et la densité de la couronne solaire. Cette technique permet aux scientifiques d'inférer des propriétés comme la température électronique et la composition chimique.

Défis dans les Observations

Malgré les avantages, les observations solaires pendant une éclipse solaire totale comportent des défis. La précision des mesures peut être influencée par divers facteurs tels que la configuration de l'instrument, les conditions environnementales et la complexité des structures solaires.

Données Complémentaires

Pour soutenir les résultats des observations faites avec le 3PAMIS, les scientifiques les ont comparés avec d'autres sources de données, y compris le vaisseau spatial Hinode qui mesure les émissions ultraviolettes extrêmes. Cette comparaison renforce les conclusions tirées concernant l'environnement solaire.

Perspectives Futures

La prochaine éclipse solaire totale offrira une autre occasion d'observer la couronne du soleil et de recueillir davantage de données. Les avancées technologiques et instrumentales amélioreront encore les mesures, aidant les scientifiques à déchiffrer les mystères de la dynamique solaire.

Conclusion

Les observations réalisées lors de l'éclipse solaire totale de 2017 ont fourni des idées significatives sur la couronne solaire. Les données collectées sur les largeurs de ligne et les décalages Doppler enrichissent notre compréhension des processus complexes qui se produisent dans l'atmosphère solaire. La recherche continue et les futures observations d'éclipses feront encore progresser notre connaissance du Soleil et de son influence sur le climat spatial.

Source originale

Titre: Spectroscopic Observations of the Solar Corona during the 2017 August 21 Total Solar Eclipse: Comparison of Spectral Line Widths and Doppler Shifts Between Open and Closed Magnetic Structures

Résumé: The spectroscopic observations presented here were acquired during the 2017 August 21 total solar eclipse with a three-channel partially multiplexed imaging spectrometer (3PAMIS) operating at extremely high orders ($>$ 50). The 4 $R_\odot$ extent of the slit in the North-South direction scanned the corona starting from the central meridian out to approximately 1.0 $R_\odot$ off the east limb throughout totality. The line widths and Doppler shifts of the Fe X (637.4 nm) and Fe XIV (530.3 nm) emission lines, characteristic of $1.1 \times 10^6$ K and $1.8 \times 10^6$ K electron temperatures respectively, varied across the different coronal structures intercepted by the slit. Fe XIV was the dominant emission in the closed fields of an active region and the base of a streamer, with relatively constant 20 - 30 km s$^{-1}$ line widths independent of the height. In contrast, Fe X emission exhibited broader ($>40 $km s$^{-1}$) line widths in open fields which increased with height, in particular in the polar coronal hole. Inferences of line widths and Doppler shifts were consistent with extreme ultraviolet (EUV) observations from Hinode/EIS, as well as with the near-infrared Fe XIII 1074 nm line observed by CoMP. The differences in the spectral line widths between distinct coronal structures are interpreted as an indication of the predominance of wave heating in open structures versus localized heating in closed structures. This study underscores the unparalleled advantages and the enormous potential of TSE spectroscopy in measuring line widths simultaneously in open and closed fields at high altitudes, with minimal exposure times, stray light levels, and instrumental widths.

Auteurs: Yingjie Zhu, Shadia R. Habbal, Adalbert Ding, Bryan Yamashiro, Enrico Landi, Benjamin Boe, Sage Constantinou, Michael Nassir

Dernière mise à jour: 2024-03-15 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2403.10363

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.10363

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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