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Por que as ondas Moreton continuam sendo elusivas em eventos solares?

Investigando a relação entre ondas coronais e ondas de Moreton durante erupções solares.

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Ondas solares, conhecidas como Ondas coronais, são grandes distúrbios na camada externa do sol (a corona) que podem parecer ondas no mar. Essas ondas às vezes aparecem quando acontecem explosões no sol, como flares solares ou ejeções de massa coronal. Espera-se que essas ondas deixem marcas, chamadas de ondas Moreton, na camada do sol logo abaixo da corona, conhecida como cromosfera. No entanto, essas ondas Moreton são raramente vistas, e isso tem deixado os cientistas perplexos por muitos anos.

Observando Ondas Coronais

Nos últimos dez anos, muitas ondas coronais foram observadas usando telescópios avançados. Essas ondas costumam aparecer como padrões circulares brilhantes se afastando da sua fonte. Enquanto dezenas de ondas coronais foram documentadas, apenas algumas ondas Moreton foram detectadas. Isso gerou várias perguntas: Por que mais ondas coronais não causam distúrbios notáveis na cromosfera? Por que as ondas que foram vistas estão principalmente ligadas a flares solares fortes?

O Desafio da Detecção

Detectar ondas Moreton pode ser complicado. Muitas das imagens e dados dos telescópios são de baixa qualidade, o que dificulta ver se há um distúrbio cromosférico presente. Apesar desses desafios, os cientistas identificaram casos onde ondas coronais e ondas Moreton ocorreram juntas, particularmente durante certos tipos de explosões solares que têm um ângulo de explosão acentuado.

Eruções Altamente Inclinadas

Pesquisas mostraram que quando as Erupções no sol ocorrem em um ângulo acentuado, as chances de detectar ondas Moreton aumentam. Nesses casos, a parte mais baixa da onda coronal se torna extremamente brilhante e cria pressão que pode afetar as camadas abaixo. Esse segmento brilhante pode gerar os distúrbios necessários para produzir uma onda Moreton, mesmo com explosões solares mais fracas.

Estudos de Caso de Eruções

Vários casos específicos dos últimos anos ilustram esse fenômeno. Um flare de classe X, que é muito poderoso, produziu uma onda coronal que também causou a detecção de uma onda Moreton. Da mesma forma, um flare de classe M, que é menos intenso, ainda foi o suficiente para mostrar evidências de uma onda Moreton devido ao Ângulo de Inclinação da erupção.

Estudos comparativos desses eventos indicam que o brilho da frente da onda coronal perto da superfície solar desempenha um papel crucial em saber se uma onda Moreton pode ser vista. Se o ângulo da erupção estiver certo, a onda coronal pode pressionar efetivamente as camadas abaixo e criar distúrbios notáveis.

A Importância do Salto de Pressão

A interação entre a onda coronal e a cromosfera envolve um salto de pressão que pode levar a um aumento de densidade e temperatura. Esse processo é essencial para criar as assinaturas que os cientistas procuram quando tentam confirmar a presença de ondas Moreton.

Observações mostraram que quando essas mudanças de pressão ocorrem, as ondas coronais podem criar distúrbios tanto na região de transição quanto na cromosfera. Isso apoia a ideia de que as ondas Moreton podem realmente surgir de ondas coronais se as condições forem favoráveis. A incapacidade de detectar assinaturas em outros casos pode ser devido a vários fatores, incluindo a natureza das erupções e as estruturas magnéticas ao redor.

Fatores que Afetam as Ondas Moreton

Vários fatores influenciam se ondas Moreton são produzidas durante eventos de ondas coronais. Isso inclui:

  • Ângulo de Inclinação: Eruções que ocorrem em um ângulo acentuado são mais propensas a produzir ondas Moreton detectáveis.
  • Força da Erupção: Flares mais fortes geralmente produzem assinaturas de onda mais óbvias, mas erupções inclinadas ainda podem criar ondas detectáveis mesmo quando não são tão poderosas.
  • Estruturas Magnéticas ao Redor: A presença de grandes laços coronais ou outros recursos magnéticos pode afetar como as ondas se propagam e se conseguem perturbar as camadas abaixo.

Conclusão

Em resumo, ondas coronais produzidas por erupções solares podem levar a ondas Moreton, mas apenas sob condições específicas. O ângulo de inclinação das erupções é um fator chave para saber se ondas detectáveis ocorrem. Enquanto muitas ondas coronais foram vistas, a maioria não resulta em ondas Moreton, deixando os cientistas continuar a estudar e aprender sobre as interações complexas dentro das camadas do sol. Futuras observações e métodos avançados de coleta de dados podem ajudar a esclarecer essas relações e melhorar nosso entendimento sobre a dinâmica solar.

Fonte original

Título: Why "solar tsunamis" rarely leave their imprints in the chromosphere

Resumo: Solar coronal waves frequently appear as bright disturbances that propagate globally from the eruption center in the solar atmosphere, just like the tsunamis in the ocean on Earth. Theoretically, coronal waves can sweep over the underlying chromosphere and leave an imprint in the form of Moreton wave, due to the enhanced pressure beneath their coronal wavefront. Despite the frequent observations of coronal waves, their counterparts in the chromosphere are rarely detected. Why the chromosphere rarely bears the imprints of solar tsunamis remained a mystery since their discovery three decades ago. To resolve this question, all coronal waves and associated Moreton waves in the last decade have been initially surveyed, though the detection of Moreton waves could be hampered by utilising the low-quality H$\alpha$ data from Global Oscillations Network Group. Here, we present 8 cases (including 5 in Appendix) of the coexistence of coronal and Moreton waves in inclined eruptions where it is argued that the extreme inclination is key to providing an answer to address the question. For all these events, the lowest part of the coronal wavefront near the solar surface appears very bright, and the simultaneous disturbances in the solar transition region and the chromosphere predominantly occur beneath the bright segment. Therefore, evidenced by observations, we propose a scenario for the excitation mechanism of the coronal-Moreton waves in highly inclined eruptions, in which the lowest part of a coronal wave can effectively disturb the chromosphere even for a weak (e.g., B-class) solar flare.

Autores: Ruisheng Zheng, Yihan Liu, Wenlong Liu, Bing Wang, Zhenyong Hou, Shiwei Feng, Xiangliang Kong, Zhenghua Huang, Hongqiang Song, Hui Tian, Pengfei Chen, Robertus Erdélyi, Yao Chen

Última atualização: 2023-04-28 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2304.14859

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2304.14859

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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