Koronan massapurkauksen synnyttämät aallot

Transkriptio

1 Koronan massapurkauksen synnyttämät aallot Sanni Hoilijoki Teoreettisen fysiikan syventävien opintojen seminaari

2 1 / 21 Sisällys Koronan massapurkaus Purkauksen aiheuttamat häiriöt Auringon kaasukehässä Moreton aallot EIT aallot Shokki Simulaatiot Tulokset Johtopäätökset Tiivistelmä

3 2 / 21 Koronan massapurkaus Vapauttaa valtavat määrät energiaa ja plasmaa Syntymekanismia ei tunneta, mutta magneettikentällä on tärkeä rooli Teorioita on monenlaisia

4 3 / 21 Purkauksen aiheuttamat häiriöt Auringon kaasukehässä Korona koostuu plasmasta Pienikinin häiriö voi aiheuttaa väliaineeseen aaltoja Tässä tapauksessa häiriö on purkaus Koronan massapurkaus synnyttää useita erilaisia aaltoja Auringon kaasukehässä

5 Purkauksen aiheuttamat häiriöt Auringon kaasukehässä 4 / 21

6 5 / 21 Moreton aallot Moreton aalto eli Hα aalto (Hα vedyn aiheuttama spektriviiva 656, 28 nm) Löydettiin 1960 Eniten tutkittu koronan aaltojen ominaisuus Havaitaan kromosfäärissä keskimäärin 660 km/s kulkevina kaarevina aaltorintamina Kuva: Moreton aallon kehitys. ( , a, b, d ja e: Hα ja c: 195 Å.)

7 EIT aallot Vuonna 1997 SOHO:n(Solar and Heliospheric Observatory) kyydissä ollut EIT instumentti(extreme Ultraviolet Imaging Telescope) havaitsi koronassa kulkevia aaltoa muistuttavia häiriöitä Aalloilla on havaittu erilaisia rakenteita Aaltorintamat ovat epäsäännöllisiä ja hajanaisia EIT aallot ovat hitaampia kuin Moreton aallot, mutta voivat kulkea huomattavasti pidempiä matkoja Kuva: EIT aallon kehitys. ( , SOHO/EIT 195 Å.) 6 / 21

8 7 / 21 Shokki Massapurkaus synnyttää eteensä shokin Havaintojen perusteella Moreton-aallot, EIT aallot ja muut koronassa syntyvät häiriöt voivat olla saman shokkiaallon eri piirteitä

9 8 / 21 Simulaatiot Toteutettiin komiulotteinen simulaatio purkauksesta Mallina käytettiin Titovin ja Démoulinin magneettikenttää Magnetohydrodynamiikkaan perustuva malli

10 Purkautuva vuoköysi 9 / 21

11 10 / 21 Tulokset: Nopeuden aikakehitys xz tasossa t = 50, 150 ja 250 s

12 11 / 21 Tulokset: Nopeuden aikakehitys yz tasossa t = 50, 150 ja 250 s

13 12 / 21 Tulokset: Puristussuhde r c (r, t) = ρ(r, t)/ρ(r, 0), t = 200 s Puristussuhteesta huomataan, että shokki, ei ole yllä joka puolelta purkausta yhtä lähelle koronan pohjaa

14 13 / 21 Tuloksien analysointi Auringon pinnalla kulkevista aalloista ei saada kolmiulotteisia havaintoja datasta tuotettava kaksiulotteisia kuvia Laskettiin emissiomitta (tiheyden neliö integroitiin pitkin näkösädettä) Kuvia piirrettiin useista eri kulmista

15 Suoraan ylhäältä, ϕ = 0 ja θ = 0 14 / 21

16 Suoraan ylhäältä, ϕ = 0 ja θ = 0 14 / 21

17 ϕ = 45 ja θ = / 21

18 ϕ = 45 ja θ = / 21

19 Vertailu 50 s 16 / 21

20 Vertailu 150 s 17 / 21

21 18 / 21 Johtopäätökset Simulaatiossa esiintyy samanlaisia aaltoja, joita on löydetty myös havainnoista Vuoköyden liike aiheuttaa shokkiaallon, joka on vahvimmillaan lähellä purkauksen yläreunaa Emissiomittakuvissa etenevä tihentymä muistuttaa EIT aaltoa Sama aalto näyttää erilaiselta eri suunnista katsottuna havainnoissa näkyvät useat erilaiset muodot voivat johtua tarkastelusuunnasta

22 19 / 21 Tulevaisuus Mallin kehittäminen: Suurempi simulaatiokoppi Pidempi simulaatio Malli pallon pinnalle Aurinkotuulen lisääminen

23 20 / 21 Tiivistelmä Koronan massapurkaukset aiheuttavat ympäröivässä plasmassa häiriöitä Tällaisia ovat mm. Moreton aalto, EIT aalto ja shokki Massapurkauksen synnyttämä shokki voi olla monien koronassa havaittujen aaltojen synnyttäjä Simulaatioilla onnistuttiin tuottamaan rakenteita, joita on nähty myös havainnoissa Tuloksista nähdään kuinka sama aalto voi näyttää erilaiselta tarkastelusuunnasta riippuen

24 21 / 21 Lähteet V. S. Titov and P. Démoulin. Basic topology of twisted magnetic configurations in solar flares. Astron. Astrophys., 351, Nov A. Warmuth. Large-scale Waves and Shocks in the Solar Corona, Lecture Notes in Physics, Berlin Springer Verlag, 2007.