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色球漩涡 I. H$\alpha$ 观测中的自动检测及其统计性质

太阳与恒星天体物理 2022-07-20 v1 空间物理

摘要

色球漩涡被认为在上层太阳大气的动力学与加热中起着重要作用。在色球观测中自动检测并追踪它们并确定其性质十分重要。我们将一种新近开发的色球漩涡自动检测方法应用于由瑞典 1 米太阳望远镜上的 CRISP 仪器在 Hα\alpha 谱线的 Hα\alpha-0.2 \r{A} 波长处获取的太阳色球宁静区时间序列观测。该算法利用高对比度色球观测中漩涡事件的形态学特征,从而在该时间序列的每一帧中检测这些结构并随时间追踪它们。我们进行了统计分析以确定其各种性质,包括用于推导平均寿命的生存分析。在任何给定时刻,视场内检测到的漩涡平均数量为 146 ±\pm 9。平均面密度约为 0.08 漩涡 Mm2^{-2}, occurrence rate 为 \sim102^{-2} 漩涡 Mm2^{-2} min1^{-1}。这些数值远高于此前色球观测所报道的结果。检测到的漩涡半径介于 0.5 至 2.5 Mm 之间,平均值为 1.3 ±\pm 0.3 Mm,略高于此前的报道。寿命介于 1.5 分钟至 33.7 分钟之间,算术平均值为 \sim8.5 分钟。然而,使用 Kaplan-Meier 估计量与参数模型结合的寿命生存分析得出平均寿命为 10.3 ±\pm 0.6 分钟。自动方法比人工目视检查更能揭示其丰度,而更高的时间分辨率与空间分辨率观测很可能将在更小尺度与更短寿命上检测到更多此类特征。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.07720,
  title  = {Chromospheric swirls I. Automated detection in H$\alpha$ observations and their statistical properties},
  author = {I. Dakanalis and G. Tsiropoula and K. Tziotziou and I. Kontogiannis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.07720},
  year   = {2022}
}