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# Física# Astrofísica solar e estelar

Investigando o Resfriamento da Explosão Solar de Janeiro de 2015

Um olhar detalhado sobre o processo de resfriamento de uma erupção solar significativa.

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Análise de ResfriamentoAnálise de Resfriamentode Erupções Solares de2015de uma flare solar significativa.Insights sobre o resfriamento complexo
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Erupções solares são explosões repentinas de energia na superfície do sol. Elas acontecem por causa da liberação de energia magnética armazenada na atmosfera do sol. Esses eventos podem ser super poderosos e afetar o clima espacial, impactando satélites e até redes elétricas aqui na Terra. Esse artigo foca em uma flare específica que rolou no dia 13 de janeiro de 2015.

O que rolou em 13 de janeiro de 2015?

Nesse dia, uma Flare Solar significativa de M5.6 foi observada. Ela teve dois picos de fluxo de raios-X, que é como medimos a intensidade das flares. O primeiro pico aconteceu às 04:24 UT, seguido por uma queda antes do segundo pico às 04:58 UT. Depois do segundo pico, a intensidade foi diminuindo gradualmente. Essa flare, como outras, envolveu vários processos que mudaram o calor e a energia da atmosfera solar.

Por que o resfriamento é importante?

Depois de uma flare, o Plasma-um gás quente feito de partículas carregadas-esfria. Essa fase de resfriamento é importante porque ajuda a entender como a energia se dissipa na atmosfera solar. Alguns estudos sugerem que essa fase de resfriamento dura mais do que o esperado, fazendo os pesquisadores investigarem se partes diferentes da flare esfriam em taxas diferentes.

O objetivo do estudo

O estudo tinha como objetivo analisar de perto os tempos de resfriamento de diferentes partes da flare, especificamente os laços coronais e o fan supra-arco (SAF). Os laços coronais são estruturas de plasma que se formam durante uma flare, enquanto o SAF é uma região de plasma quente visível acima desses laços. Os pesquisadores queriam ver se os tempos de resfriamento nessas áreas batiam com teorias existentes e se havia diferenças de temperatura e densidade em partes diferentes.

Quais dados foram usados?

Para analisar a flare, os pesquisadores usaram dados do Observatório de Dinâmica Solar (SDO) e seu Conjunto de Imagens Atmosféricas (AIA). Essa ferramenta tira fotos do sol em várias comprimentos de onda, capturando diferentes temperaturas e densidades do plasma solar. Usando esses dados, eles conseguiram criar mapas detalhados que mostram temperatura e Medida de Emissão, que refletem quanto plasma está presente em diferentes temperaturas.

Como funcionou o processo de resfriamento?

O estudo descobriu que os tempos de resfriamento observados eram mais longos do que os previstos por um modelo estabelecido. Os pesquisadores notaram que os tempos de resfriamento observados tanto para os laços coronais quanto para o SAF eram significativamente mais longos do que o esperado, sugerindo que os processos de resfriamento eram mais complexos do que modelos simples podiam explicar.

Observações do AIA

Os dados do AIA mostraram que a flare começou com um sistema complexo de laços que eram caóticos e desorganizados. À medida que a flare avançava, esses laços se tornaram mais organizados e maiores, indicando uma mudança na configuração do campo magnético. O estudo observou que durante a flare, estruturas como o SAF mudaram dinamicamente, tornando-se mais visíveis e distintas.

Mudanças na temperatura e na medida de emissão

Mapas de temperatura e medida de emissão foram criados para estudar como diferentes partes da flare evoluíram. No começo, o SAF começou como uma estrutura fraca e ficou mais intenso durante a fase gradual da flare. Os pesquisadores descobriram que o SAF manteve temperaturas mais altas do que os laços ao redor por um bom tempo.

O papel dos fluxos descendentes do supra-arco (SADs)

SADs são estruturas escuras e móveis dentro do SAF que se acredita serem resultado da reconexão magnética. Estudos anteriores notaram que esses fluxos descendentes costumam ser mais frios e menos densos do que o plasma ao redor. Nesse evento, cinco SADs foram amplamente analisados para entender suas características de temperatura e densidade e como elas poderiam contribuir para a evolução térmica geral da flare.

Observando os SADs

Os pesquisadores mediram a evolução da temperatura e da medida de emissão nos SADs. Descobriram que enquanto alguns SADs causaram uma queda na medida de emissão (indicando menos plasma), alguns também mostraram um aumento na temperatura. Essa descoberta sugere que embora os SADs possam esfriar o plasma enquanto se movem, eles também podem contribuir para o aquecimento em certas condições.

Comparando modelos de resfriamento

Os pesquisadores compararam suas observações com um modelo teórico de resfriamento conhecido como modelo Cargill. Esse modelo assume que o plasma da flare é aquecido de maneira uniforme e não leva em conta todos os fatores que afetam o resfriamento. Os pesquisadores descobriram que os tempos de resfriamento observados eram muito mais longos do que o modelo previa, indicando que um aquecimento contínuo também poderia estar ocorrendo durante a fase de resfriamento.

Por que isso é importante?

Entender como as flares esfriam é crucial por várias razões. Primeiro, ajuda os cientistas a desenvolverem modelos melhores de atividade solar, que podem prever como as flares vão se comportar no futuro. Segundo, pode nos informar sobre como esses eventos impactam o clima espacial e, consequentemente, a tecnologia na Terra.

Direções futuras de pesquisa

As descobertas desse estudo levantam muitas perguntas. Por exemplo, os pesquisadores precisam explorar como diferentes processos de aquecimento afetam a evolução térmica das flares. Futuros projetos com instrumentos avançados podem fornecer visões mais claras das estruturas envolvidas nas flares e oferecer insights sobre suas propriedades tridimensionais.

Conclusão

A flare de limb de 13 de janeiro de 2015 forneceu dados valiosos sobre a evolução térmica do plasma coronal. Os longos tempos de resfriamento observados tanto nos laços quanto no SAF sugerem processos de aquecimento complexos em ação. Analisando os diferentes componentes da flare, os pesquisadores conseguem entender melhor o comportamento dinâmico das flares solares, que é essencial para prever seus impactos no clima espacial e na tecnologia. Esse estudo contínuo das flares solares continua a ser uma área vital de pesquisa para entender nosso sol e seus efeitos no sistema solar.

Fonte original

Título: Temperature and differential emission measure evolution of a limb flare on 13 January 2015

Resumo: Spatially unresolved observations show that the cooling phase in solar flares can be much longer than theoretical models predict. It has not yet been determined whether this is also the case for different subregions within the flare structure. We aim to investigate whether or not the cooling times, which are observed separately in coronal loops and the supra-arcade fan (SAF), are in accordance with the existing cooling models, and whether the temperature and emission measure of supra-arcade downflows (SADs) are different from their surroundings. We analysed the M5.6 limb flare on 13 January 2015 using SDO/AIA observations. We applied a differential emission measure (DEM) reconstruction code to derive spatially resolved temperature and emission measure maps, and used the output to investigate the thermal evolution of coronal loops, the SAF, and the SADs. In the event of 13 January 2015,the observed cooling times of the loop arcade and the SAF are significantly longer than predicted by the Cargill model, even with suppressed plasma heat conduction. The observed SADs show different temperature characteristics, and in all cases a lower density than their surroundings. In the limb flare event studied here, continuous heating likely occurs in both loops and SAF during the gradual flare phase and leads to an extended cooling phase.

Autores: Malte Bröse, Alexander Warmuth, Taro Sakao, Yang Su

Última atualização: 2024-06-19 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2406.13339

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2406.13339

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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