Filamenti Transitori e Pori Solari: Uno Studio
Esaminando il comportamento e l'impatto dei filamenti transitori vicino ai pori solari.
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Indice
Il Sole ha tante caratteristiche che mostrano come i suoi campi magnetici interagiscono con la superficie. Una di queste caratteristiche si chiama poro, un'area scura dove il Campo Magnetico respinge il calore che sale dagli strati più profondi. A volte, vicino a questi Pori, compaiono Filamenti transitori. Questi sono strutture temporanee che possono cambiare in fretta, e il loro comportamento ci dice di più su come funziona il Sole.
Questo articolo parla di uno studio su un filamento transitorio che è stato osservato accanto a un poro. L'obiettivo è capire come questo filamento cambia e quali effetti ha sulla Cromosfera, uno strato sopra la fotosfera dove calore e luce del Sole sono influenzati dall'attività magnetica.
Cosa Sono i Pori e i Filamenti?
I pori sono come piccoli buchi sulla superficie del Sole, creati da forti campi magnetici. Sono più scuri delle aree circostanti perché i campi magnetici fermano i gas caldi dal salire, portando a regioni più fredde. I filamenti sono strutture allungate di plasma che possono apparire sia nella fotosfera (la superficie visibile del Sole) sia nella cromosfera (lo strato sopra la fotosfera). Questi filamenti possono mostrare comportamenti diversi, e studiarli aiuta gli scienziati a capire l'attività magnetica sul Sole.
Osservazioni del Filamento Transitorio
Nello studio, sono state fatte osservazioni di un poro situato in una regione attiva del Sole. Vari strumenti sono stati usati per raccogliere dati sul poro e sui filamenti vicini. L'obiettivo era vedere come i filamenti transitori si evolvevano e se ci fossero risposte nella cromosfera.
Raccolta Dati
I dati sono stati raccolti usando telescopi specializzati che possono osservare diverse lunghezze d'onda della luce. Questo permette agli scienziati di vedere dettagli sui campi magnetici e sul movimento dei gas nell'atmosfera solare. Le osservazioni si sono concentrate su linee specifiche di luce che indicano la presenza di diversi elementi e i loro stati.
I dati delle osservazioni hanno mostrato che il poro era stato stabile per giorni prima dello studio. Nel periodo precedente alle osservazioni, il poro aveva accumulato flusso magnetico ma non mostrava segni chiari di sviluppare una penombra, che è una caratteristica tipicamente associata a macchie solari più grandi.
Caratteristiche del Filamento
Durante le osservazioni, sono stati identificati diversi filamenti intorno al poro. Questi filamenti mostravano inclinazioni diverse, il che significa che i campi magnetici erano orientati a angoli diversi. Alcuni di questi filamenti mostravano una chiara connessione con il poro, mentre altri no.
Filamento F4
Un filamento, chiamato F4, era particolarmente prominente. Mostrava una chiara struttura nelle mappe di intensità ed era associato a modelli di blueshift evidenti, che indicano un movimento verso l'alto. Man mano che le osservazioni continuavano, F4 iniziava a decadere, portando a cambiamenti nella sua struttura e intensità.
Evoluzione del Filamento
Col passare del tempo, il filamento F4 cambiava aspetto. Inizialmente rimaneva stabile, ma intorno a un certo momento, iniziava a dividersi in due sezioni. Questa ristrutturazione è stata notata sia nelle mappe di intensità del continuo sia nelle mappe di inclinazione del campo magnetico.
Connessione con la Risposta Cromosferica
Un’illuminazione è stata osservata nel wing blu della linea del calcio durante il decadimento del filamento F4. Questa illuminazione suggeriva una connessione tra il decadimento del filamento e i cambiamenti che si verificavano nella cromosfera. Indicava che mentre il filamento si rompeva, energia o calore venivano rilasciati negli strati superiori dell'atmosfera solare.
Comprendere il Campo Magnetico
Il campo magnetico intorno al poro e ai filamenti è stato analizzato attraverso vari modelli. Questi modelli aiutano a visualizzare l'orientamento e la forza dei campi magnetici in relazione alle strutture osservate. Utilizzando codici di inversione, gli scienziati possono creare mappe che mostrano come sono distribuiti i campi magnetici nella regione circostante il poro.
Interpretazione dei Modelli di Flusso
Lo studio ha notato che i modelli di flusso nelle vicinanze dei filamenti mostravano movimenti sia verso l'alto che verso il basso. Questi modelli corrispondevano a variazioni di intensità e risposte nella cromosfera. La relazione suggeriva che le strutture magnetiche stavano influenzando dinamicamente il movimento dei gas intorno a loro.
Il Ruolo della Riconnessione Magnetica
La riconnessione magnetica è un processo in cui le linee di campo magnetico provenienti da fonti diverse si connettono e si riorganizzano, rilasciando energia sotto forma di calore e luce. Questo processo si verifica spesso nelle regioni attive del Sole e può portare a vari fenomeni, come esplosioni e getti.
Evidenze di Riconnessione
Nel caso del filamento F4, segni suggerivano che la riconnessione magnetica probabilmente si era verificata mentre il filamento iniziava a decadere. Questo processo spiegherebbe l'illuminazione osservata nella cromosfera e il significativo aumento di temperatura registrato durante le osservazioni.
Conclusione
Lo studio dei filamenti transitori vicino ai pori solari fornisce importanti spunti sulle complesse interazioni tra i campi magnetici e il plasma solare. Queste osservazioni contribuiscono alla nostra comprensione di come l'energia si muove attraverso l'atmosfera solare e di come fenomeni come la riconnessione magnetica possano avere impatti sostanziali sull'attività e il comportamento solare.
In sintesi, le osservazioni del filamento F4 e la sua connessione con il poro mostrano quanto sia dinamico e interconnesso l'ambiente solare, rivelando processi in corso che continuano a plasmare la nostra comprensione del comportamento del Sole. Ulteriori studi su filamenti simili potrebbero aumentare la nostra conoscenza dei fattori che influenzano la formazione delle macchie solari e l'attività solare.
Titolo: Decay of a photospheric transient filament at the boundary of a pore and the chromospheric response
Estratto: Intermediate stages between pores and sunspots are a rare phenomenon and can manifest with the formation of transient photospheric penumbral-like filaments. Although the magnetic field changes rapidly during the evolution of such filaments, they have not been shown to be connected to magnetic reconnection events yet. We analyzed observations of a pore in NOAA AR 12739 from the Swedish Solar Telescope including spectropolarimetric data of the Fe I 6173 {\AA} and the Ca II 8542 {\AA} line and spectroscopic data of the Ca II K 3934 {\AA} line. The VFISV Milne-Eddington inversion code and the multi-line Non-LTE inversion code STiC were utilized to obtain atmospheric parameters in the photosphere and the chromosphere. Multiple filamentary structures of inclined magnetic fields are found in photospheric inclination maps at the boundary of the pore, although the pore never developed a penumbra. One of the filaments shows a clear counterpart in continuum intensity maps in addition to photospheric blueshifts. During its decay, a brightening in the blue wing of the Ca II 8542 {\AA} line is observed. The Ca II K 3934 {\AA} and the Ca II 8542 {\AA} lines show complex spectral profiles in this region. Depth-dependent STiC inversion results using data from all available lines yield a temperature increase (roughly 1000 Kelvin) and bidirectional flows (magnitudes up to 8 km/s) at log tau=-3.5. The temporal and spatial correlation of the decaying filament (observed in the photosphere) to the temperature increase and the bidirectional flows in the high photosphere/low chromosphere suggests that they are connected. We propose scenarios in which magnetic reconnection happens at the edge of a rising magnetic flux tube in the photosphere. This leads to both the decay of the filament in the photosphere and the observed temperature increase and the bidirectional flows in the high photosphere/low chromosphere.
Autori: Philip Lindner, Rolf Schlichenmaier, Nazaret Bello González, Jaime de la Cruz Rodríguez
Ultimo aggiornamento: 2023-03-06 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2303.03072
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.03072
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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