Heating and dynamics of the Solar atmosphere

要約

タイトル：太陽大気の加熱と動態

要約：

– 太陽大気は、5500 Kの光球から100万度のコロナまで温度に異常な変動を示す。
– コロナ自体は、フリーストリーミングの太陽風として周辺宇宙を拡散し、近地球の宇宙天気に影響を与える。
– 太陽風中の異なる構造の正確な源領域、形成高度、および太陽大気の加熱は、天体物理学において不可分で未解決の問題である。
– 観測は、太陽コロナの冷たく、強度不足の構造であるコロナホール（CH）と太陽風中の構造の相関関係を示している。また、観測は、コロナ内のローカルなプラズマの加熱が冷血で分布する衝動的なイベントによって生じることを示している。
– この論文では、近紫外線からX線までの狭い波長帯の太陽大気の写真、分光、および円盤統合放射と、イン・シチュ太陽風測定を使用して、（i）太陽風の源領域、（ii）太陽コロナの加熱の基盤となるメカニズム、および（iii）コロナホールと背景の静かな太陽（QS）領域の動態の差を理解する。
– 我々は機械学習と数値モデリングツールを活用して、解釈可能なAIを使用した太陽風予測コード、衝撃イベントのプロパティを推測するためのインバージョンコード、およびCHとQS領域の熱力学の違いを理解するためのコードを開発し、最終的に太陽大気の太陽風の発生と加熱の統一シナリオを提示して、この論文の推論の意義について議論する。

要約(オリジナル)

The solar atmosphere shows anomalous variation in temperature, starting from the 5500 K photosphere to the million-degree Kelvin corona. The corona itself expands into the interstellar medium as the free streaming solar wind, which modulates and impacts the near-Earth space weather. The precise source regions of different structures in the solar wind, their formation height, and the heating of the solar atmosphere are inextricably linked and unsolved problems in astrophysics. Observations suggest correlations between Coronal holes (CHs), which are cool, intensity deficit structures in the solar corona, with structures in the solar wind. Observations also suggest the local plasma heating in the corona through power-law distributed impulsive events. In this thesis, we use narrowband photometric, spectroscopic, and disc-integrated emission of the solar atmosphere ranging from Near Ultraviolet to X-rays along with in-situ solar wind measurements to understand (i). the source regions of the solar wind, (ii). the underlying mechanism of solar coronal heating, and (iii). the differentiation in dynamics of CHs with the background Quiet Sun (QS) regions, which do not show any significant signature of the solar wind. We leverage machine learning and numerical modeling tools to develop solar wind forecasting codes using interpretable AI, inversion codes to infer the properties of impulsive events and to understand the differences in the thermodynamics of CHs and QS regions. We finally present a unified scenario of solar wind emergence and heating in the solar atmosphere and discuss the implications of inferences from this thesis.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, OpenAI