非局部热力学平衡下太阳 Ca II 谱线的快速反演
太阳与恒星天体物理
2019-06-19 v1
摘要
当今太阳成像光谱仪通常在1小时观测时间内产生数亿条光谱。对于未来配备更大 4k x 4k 传感器（如计划用于即将建成的 DKIST 太阳望远镜）的仪器，这一数字将增加一个数量级。对此类海量数据体积的快速定量分析，可通过将观测与预计算的合成光谱档案比较来推断大气的热力学性质。为分析太阳大气中 854 nm 处 Ca II 红外线的强度光谱，我们在非局部热力学平衡（NLTE）假设下用 NICOLE 代码（Socas-Navarro 等，2015）生成了含 2,000,000 条光谱的档案。我们通过反演磁静太阳中 60 次 Ca II 红外 854 nm 扫描（每次 700,000 条轮廓）来测试其性能。基于使用完整档案获得的反演结果，我们保留实际用到的约 70,000 条档案轮廓，构建了更小的档案。使用完整或小档案，我们均能将观测强度光谱重现至百分之几的误差内。对于具 30 个波长点的光谱，该 NLTE 反演方法在使用小（全）档案时每轮廓耗时 0.02（0.35）秒获得温度分层，即它可在约 4（68）小时内反演单次光谱扫描。该代码能同时处理任意数量的光谱线。这使其成为从当前或未来光球与色球线太阳高分辨率观测推导太阳大气热力学性质的有前景工具。
引用
@article{arxiv.1904.11843,
title = {Fast Inversion of Solar Ca II Spectra in Non-Local Thermodynamic Equilibrium},
author = {C. Beck and S. Gosain and C. Kiessner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.11843},
year = {2019}
}
备注
14 pages, 13 Figures, accepted for publication in ApJ