探索 IRIS 谱线间的互信息：I. 太阳耀斑与宁静太阳内谱线间的相关性
太阳与恒星天体物理
2021-05-19 v1
摘要
谱线使我们能够探测太阳大气的热力学状态，但单一谱线的形状在不同的热力学解下可能相似。因此，多谱线分析至关重要，但计算繁琐。我们研究了若干色球与过渡区谱线之间的相关性，以约束耀斑期间太阳大气的热力学解。我们使用机器学习方法捕捉来自 NASA 界面区成像光谱仪（IRIS）观测的 21 个大型太阳耀斑的 6 条谱线之间的统计依赖关系。这些技术基于一种称为互信息（MI）的信息论量，其能捕捉谱线间的线性和非线性相关性。MI 分别使用分类与数值方法进行估计，并分别对一组宁静太阳与耀斑观测执行。两种方法给出一致结果，表明宁静太阳条件下谱线间相关性弱，而耀斑条件下相关性显著增强，其中某些线对（如 Mg II 与 C II）的归一化 MI 分数高达 0.5。我们发现某些谱线比其他谱线更容易耦合，表明耀斑期间太阳大气在多个标高上具相干性，且所有线对均与 GOES 导数相关，表明相关强度与能量输入呈正相关。我们的方法为量化太阳大气物理量间的依赖关系提供了高度稳定且灵活的框架，使我们能获得其状态的三维图像。
引用
@article{arxiv.2104.12161,
title = {Exploring mutual information between IRIS spectral lines. I. Correlations between spectral lines during solar flares and within the quiet Sun},
author = {Brandon Panos and Lucia Kleint and Sviatoslav Voloshynovskiy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.12161},
year = {2021}
}