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识别振荡日冕环高频 MHD 波所需的新技术

太阳与恒星天体物理 2021-06-16 v1

摘要

太阳大气中的磁拱或日冕环是已知承载磁流体动力学(MHD)波与振荡的常见结构。尤其令人感兴趣的是横向环振荡的观测属性,如频率与振荡模态,近年来因其震波探测能力而备受关注。以往研究依赖标准数据分析技术,如快速傅里叶变换(FFT)与小波变换(WT),以正确提取周期并识别 MHD 模态。然而,这些方法如何导致伪影需加以研究。我们评估日冕震波学中这两种常见谱分析技术能否成功识别振荡日冕环的高频波。我们检视由太阳动力学天文台搭载的大气成像组件在 171 \AA 波段观测到的日冕环极紫外图像。我们对环波形进行谱分析,并将观测与基础模拟进行比较。观测环波形的 FFT 与 WT 谱功率被发现揭示出频率 2.67 mHz 的显著信号叠加于环的主导振荡模态(1.33 mHz)之上,即环的二次谐波。模拟数据显示该二次谐波完全是人造的,尽管这两种方法均将此模态识别为真实信号。该人造谐波及若干更高阶模态被表明源于环的周期但非均匀亮度。我们进一步说明,在噪声存在下对 2.67 mHz 分量的重建会产生原本不存在的振荡行为的错误感知。我们建议,需要诸如 3D 日冕拱正演模型等附加技术来验证此类高频波。

关键词

引用

@article{arxiv.2105.08189,
  title  = {The need for new techniques to identify the high-frequency MHD waves of an oscillating coronal loop},
  author = {Farhad Allian and Rekha Jain},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2105.08189},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted for publication in Astronomy and Astrophysics