Modele protuberancji
Istnienie protuberancji zawdzięczamy głównie koronalnym polom magnetycznym. Łącząc ze sobą symulacje magnetohydrodynamiczne (MHD) i modelowanie transferu radiacyjnego (RT), uczestnicy projektu COMBINED MHD AND RT (Magnetohydrodynamics and radiative transfer: Development of a combined solar prominence modeling technique) stworzyli nową technikę modelowania. Pozwoliło to, po raz pierwszy w historii, na szczegółowe zbadanie skomplikowanych powiązań między polem magnetycznym protuberancji, plazmą o drobnej strukturze i wytwarzanego przez nią promieniowania. W tym celu rozszerzono trójwymiarowe symulacje nieliniowego pola bezciśnieniowego (NLFF) przy pomocy metody randomizacji, aby umożliwić wybór indywidualnych linii pola magnetycznego z symulacji MHD o wysokiej rozdzielczości. Nachylenie magnetyczne NLFF wypełniono następnie realistyczną plazmą protuberancji. Metoda ta umożliwia uzyskanie licznych drobnych struktur plazmy, tworzących złożone protuberancje. Aby dokonać skutecznego modelowania pojawiającego się promieniowania w takich złożonych trójwymiarowych strukturach plazmy, opracowano innowacyjną szybką metodę przybliżonego TR dla linii H-alfa. Ta nowa metoda wizualizacji pozwala na badanie struktury protuberancji na brzegu tarczy słonecznej oraz filamentu na dysku słonecznym przy pomocy jednego modelu. Umożliwia też bezpośrednie porównywanie syntetycznych obrazów modelowanych protuberancji/filamentów z obserwacjami o wysokiej rozdzielczości. W projekcie COMBINED MHD AND RT wykorzystano symulacje 3D MHD o ewoluującej polaryzacji pasożytniczej i zbadano ewolucję modelowanych protuberancji. W ten sposób uzyskano trójwymiarowe konfiguracje pól magnetycznych protuberancji oparte na kilku etapach ewolucji protuberancji, co pozwoliło na zbadanie zmian konfiguracji pól magnetycznych protuberancji powodowanych przez zmiany rozkładu przepływu magnetycznego w fotosferze. Dla każdego etapu ewolucji przygotowano szczegółowe reprezentacje plazmy protuberancji, uzyskując sekwencję syntetycznych obrazów H-alfa modelowanej protuberancji, widocznej zarówno jako protuberancja na brzegu tarczy słonecznej, jak i filament na tle tarczy Słońca. W obrębie modelowanej protuberancji obliczono zakłócenia siły pola magnetycznego, jego orientacji i rozkład wartości beta plazmy. Badania ta mają szerokie implikacje dla obserwacji pól magnetycznych protuberancji, pochodzenia masy protuberancji i stabilności protuberancji. Obliczono masę plazmy protuberancji w modelowanych protuberancjach, z uwzględnieniem jej ewolucji wynikającej ze zmian pola magnetycznego fotosfery.
Słowa kluczowe
Protuberancja, pola magnetyczne, magnetohydrodynamiczne, transfer radiacyjny, COMBINED MHD AND RT