Simple Science

La science de pointe expliquée simplement

# Physique# Astrophysique solaire et stellaire

Nouveaux aperçus sur l'activité solaire grâce aux bombes d'Ellerman

Des recherches montrent les dynamiques des bombes d'Ellerman et de la reconnexion magnétique sur le Soleil.

― 6 min lire


Aperçus sur la dynamiqueAperçus sur la dynamiquesolairelibération d'énergie.Ellerman et les mécanismes deNouvelles découvertes sur les bombes
Table des matières

Le Soleil, c'est une énorme boule de gaz chaud, et plein d'activités se passent tout le temps. Une de ces activités, c'est la Reconnexion magnétique, un truc où les champs magnétiques changent de forme et libèrent de l'énergie. Ça peut mener à des événements comme des Éruptions solaires, qui peuvent impacter la Terre.

Récemment, des scientifiques ont utilisé un instrument spécial appelé le Microlensed Hyperspectral Imager (MiHI) pour observer le Soleil de près. Ils se sont concentrés sur une zone où de nouveaux champs magnétiques apparaissaient. Cette zone est connue pour montrer des phénomènes intéressants appelés Bombes d'Ellerman (EBs), qui sont de petites combustion d'énergie dans l'atmosphère du Soleil.

C'est quoi les Bombes d'Ellerman ?

Les bombes d'Ellerman, ce sont des petites taches lumineuses qui apparaissent dans une partie spécifique de l'atmosphère solaire appelée la Chromosphère. Elles sont liées à la reconnexion magnétique et montrent clairement des signes de libération d'énergie. Quand les scientifiques observent ces bombes, ils remarquent qu'elles émettent de la lumière de manière spéciale, avec des motifs uniques dans le spectre de lumière.

Dans cette recherche, les scientifiques ont étudié les détails de ces bombes sur une courte période. Ils ont utilisé des images haute résolution pour voir comment ces zones brillantes évoluaient et comment elles étaient reliées aux champs magnétiques autour.

Observations et Outils

L'instrument MiHI permet de capturer des images à très haute résolution en trois dimensions : espace, temps et spectre lumineux. Cet outil permet aux chercheurs de voir des détails qui étaient auparavant trop petits ou trop rapides pour être observés correctement.

Pour cette étude, les chercheurs ont regardé des données collectées sur une période de 10 minutes dans une région jeune et active du Soleil. Ils voulaient comprendre comment l'énergie de la reconnexion magnétique changeait et comment cela se reliait aux bombes d'Ellerman.

Les observations avec MiHI ont été réalisées avec un télescope solaire situé sur l'île de La Palma. Le télescope utilise une technologie spéciale pour corriger les distorsions causées par l'atmosphère terrestre, permettant d'obtenir des images plus claires du Soleil.

Processus de Reconnexion Magnétique

La reconnexion magnétique se produit là où des champs magnétiques opposés se rapprochent. Quand ces champs interagissent, ils peuvent changer de forme, libérer de l'énergie et créer des émissions lumineuses. Ce processus est essentiel pour comprendre beaucoup d'événements solaires, comme les éruptions solaires et le chauffage de l'atmosphère solaire.

Pendant les observations, les chercheurs ont remarqué que les EBs n'étaient pas statiques ; ils changeaient rapidement avec le temps. Cette dynamique est cruciale pour comprendre comment l'énergie se libère dans l'atmosphère solaire. Les chercheurs ont trouvé plusieurs cas de ces bombes dans des zones avec une forte activité magnétique.

Résultats Clés

Comportement Dynamique des EBs

L'étude a révélé que les EBs montraient une grosse variation en intensité et en structure. Certaines bombes étaient très brillantes pendant un court moment avant de s'éteindre, tandis que d'autres montraient une activité continue. Ça montre que ces phénomènes sont très dynamiques, changeant en quelques secondes.

Les chercheurs ont aussi remarqué que la zone autour des EBs était remplie de petites structures appelées Blobs. Ces blobs semblent liés à la libération d'énergie qui se passe pendant la reconnexion magnétique.

Vitesse et Taille des Blobs

Les blobs observés étaient minuscules, mesurant moins de 0,5 secondes d'arc. Ces petites caractéristiques étaient dynamiques, s'éloignant des EBs à des vitesses variées. Certains blobs se déplaçaient à 77 kilomètres par seconde. Cette vitesse suggère qu'ils sont le résultat direct de l'énergie libérée pendant les événements de reconnexion magnétique.

Caractéristiques Spectrales Uniques

Les blobs montraient des caractéristiques spectrales intéressantes. Alors que les spectres typiques des EBs montrent un double pic, certains blobs affichaient un pic unique. Ça pourrait indiquer que la lumière de ces blobs est moins affectée par le matériau environnant, permettant des observations plus claires de leurs propriétés. Les scientifiques ont observé des décalages Doppler dans la lumière de certains blobs, suggérant un mouvement vers ou loin de l'observateur.

Implications pour la Physique Solaire

Les résultats de cette recherche donnent des insights sur les processus qui régissent la libération d'énergie dans l'atmosphère solaire. Comprendre comment les EBs et leurs caractéristiques associées se comportent aide les scientifiques à développer de meilleurs modèles d'activité solaire. Ça pourrait améliorer les prévisions des événements météo spatiaux, qui peuvent avoir des effets directs sur les satellites et les systèmes de communication sur Terre.

La possibilité d'observer de petites caractéristiques comme les blobs et leur comportement offre une nouvelle manière d'étudier la reconnexion magnétique. En utilisant des instruments haute résolution comme le MiHI, les chercheurs peuvent explorer ces processus fondamentaux de manière plus approfondie.

Directions Futures

La recherche souligne l'importance de l'imagerie haute résolution dans les études solaires. La prochaine génération de télescopes solaires devrait encore améliorer cette capacité, permettant aux scientifiques d'explorer des structures encore plus petites et des événements plus rapides dans l'atmosphère solaire.

Les scientifiques espèrent que des observations continues avec des instruments avancés aideront à répondre à des questions cruciales sur la physique solaire. Ça inclut comprendre la nature exacte des EBs, les processus derrière la reconnexion magnétique, et le rôle des plasmoïdes dans la libération d'énergie.

Conclusion

L'étude de la reconnexion magnétique et des bombes d'Ellerman dans le Soleil est essentielle pour comprendre la dynamique complexe de l'activité solaire. L'utilisation de techniques d'observation avancées, comme celles employées avec le MiHI, a permis aux chercheurs d'obtenir des insights précieux sur le comportement de ces phénomènes.

En se concentrant sur les détails des caractéristiques solaires comme les EBs et leurs changements rapides, les scientifiques ouvrent la voie à une meilleure compréhension de la physique solaire. À mesure que la technologie progresse, notre capacité à explorer ces processus dynamiques et leurs implications pour le système solaire et au-delà s'améliorera aussi.

Source originale

Titre: Ultra-high resolution observations of plasmoid-mediated magnetic reconnection in the deep solar atmosphere

Résumé: Magnetic reconnection in the deep solar atmosphere can give rise to enhanced emission in the Balmer hydrogen lines, a phenomenon referred to as Ellerman bombs. To effectively trace magnetic reconnection below the canopy of chromospheric fibrils, we analyzed unique spectroscopic observations of Ellerman bombs in the H-alpha line. We analyzed a 10 min dataset of a young emerging active region observed with the prototype of the Microlensed Hyperspectral Imager (MiHI) at the Swedish 1-m Solar Telescope (SST). The MiHI instrument is an integral field spectrograph that is capable of achieving simultaneous ultra-high resolution in the spatial, temporal and spectral domains. With the combination of the SST adaptive optics system and image restoration techniques, MiHI can deliver diffraction limited observations if the atmospheric seeing conditions allow. The dataset samples the H-alpha line over 4.5 A with 10 mA/pix, with 0.065"/pix over a field of view of 8.6" x 7.7", and at a temporal cadence of 1.33s. This constitutes a hyperspectral data cube that measures 132 x 118 spatial pixels, 456 spectral pixels, and 455 time steps. There were multiple sites with Ellerman bomb activity associated with strong magnetic flux emergence. The Ellerman bomb activity is very dynamic, showing rapid variability and small-scale substructure. We found a number of plasmoid-like blobs with full-width-half-maximum sizes between 0.1" - 0.4" and moving with apparent velocities between 14 and 77 km/s. Some of these blobs have Ellerman bomb spectral profiles with a single peak at a Doppler offset between 47 and 57 km/s. Our observations support the idea that fast magnetic reconnection in Ellerman bombs is mediated by the formation of plasmoids. These MiHI observations demonstrate that a micro-lens based integral field spectrograph is capable of probing fundamental physical processes in the solar atmosphere.

Auteurs: L. Rouppe van der Voort, M. van Noort, J. de la Cruz Rodriguez

Dernière mise à jour: 2023-02-22 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2302.11496

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2302.11496

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/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.

Merci à arxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

Plus d'auteurs

Articles similaires