Предвспышечные рентгеновские пульсации с источниками вне активной области основной вспышки

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Ранее мы показали, что по характеру расположения источников предвспышечных рентгеновских пульсаций относительно основной солнечной вспышки события разделяются по крайней мере на два типа: в событиях типа I источники пульсаций и основной вспышки находятся в одной активной области (АО), а в событиях типа II – в разных. В данной работе представлен анализ события типа II, в котором по данным космической обсерватории Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) рентгеновские источники предвспышечных квазипериодических пульсаций (с периодом P = 1.5 ± 0.1 мин), начавшихся в ~18:02 UT, располагались в АО 11 884 в Западном полушарии, а источники основной вспышки M1.0 SOL2013-11-05T18:08 в АО 11 890 в Восточном полушарии. Пульсации также наблюдались с помощью Gamma-Ray Burst Monitor (GBM) на борту космической обсерватории Fermi и X-Ray Sensor (XRS) на борту Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES), что исключает возможность их искусственного происхождения. По данным Atmospheric Imaging Assembly (AIA) на борту Solar Dynamics Observatory (SDO) в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне установлено, что источники пульсаций располагались в основании корональных струй (джетов), истекавших со скоростями ~100–1500 км/с. Расстояние между АО 11 884 и АО 11 890 составляло ~1.4 RS. Плазме струй потребовалось бы ~17–250 мин, чтобы достичь АО 11 890, что намного больше времени межу началом пульсаций (струй) и вспышкой (~6 мин), к тому же в картинной плоскости струи истекали в противоположном (западном) от активной области вспышки направлении. В короне не наблюдались петли, соединяющие АО 11 884 и АО 11 890. Более того, не обнаружено соединения этих областей силовыми линиями магнитного поля, экстраполированного с фотосферы в корону в потенциальном приближении. Эти аргументы свидетельствуют о том, что струи (и связанные с ними пульсации) не могли быть триггером вспышки. Таким образом, представлен яркий пример события, в котором не было физической связи между предвспышечными рентгеновскими пульсациями (и струями) и последовавшей за ними вспышкой. Это событие демонстрирует важное значение пространственно-разрешенных наблюдений при исследовании пульсаций на Солнце и звездах.

Об авторах

И. В. Зимовец

Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН)

Email: ivanzim@iki.rssi.ru
Россия, Москва

И. Н. Шарыкин

Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН)

Email: ivan.sharykin@phystech.edu
Россия, Москва

Т. И. Кальтман

Специальная астрофизическая обсерватория РАН (САО РАН)

Email: arles@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. Г. Ступишин

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: aleksey.stupishin@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Б. А. Низамов

Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга,
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (ГАИШ МГУ)

Автор, ответственный за переписку.
Email: nizamov@physics.msu.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. – Жданов А.А., Чариков Ю.Е. Частотный анализ предвспышечного рентгеновского излучения Солнца // Письма в Астрон. журн. Т. 11. № 3. С. 216–221. 1985.
  2. – Куприянова Е.Г., Колотков Д.Ю., Накаряков В.М., Кауфман А.С. Квазипериодические пульсации в солнечных и звездных вспышках. Обзор // Солнечно-земная физика. Т. 6. № 1. С. 3–29. 2020. https://doi.org/10.12737/szf-61202001
  3. – Abramov-Maximov V.E., Bakunina I.A. Signs of preparation of solar flares in the microwave range // Geomagn. Aeronomy. V. 62. № 7. P. 895–902. 2022. https://doi.org/10.1134/S0016793222070040
  4. – Abramov-Maximov V.E., Bakunina I.A. Solar-flare precursors in the microwave range // Geomagn. Aeronomy. V. 60. № 7. P. 846–852. 2020. https://doi.org/10.1134/S0016793220070038
  5. – Durasova M.S., Kobrin M.M., Yudin O.I. Evidence of quasi-periodic movements in the solar chromosphere and corona // Nature Physical Science. V. 229. № 3. P. 82–84. 1971. https://doi.org/10.1038/physci229082b0
  6. – Hudson H.S., Simoes P.J.A., Fletcher L., Hayes L.A., Hannah I.G. Hot X-ray onsets of solar flares // Mon. Not. R. Astron. Soc. V. 501. № 1. P. 1273–1281. 2021. https://doi.org/10.1093/mnras/staa3664
  7. – Hurford G.J., Schmahl E.J., Schwartz R.A. et al. The RHESSI imaging concept // Solar Phys. V. 210. № 1–2. P. 61–86. 2002. https://doi.org/10.1023/A:1022436213688
  8. – Inglis A.R., Zimovets I.V., Dennis B.R., Kontar E.P., Nakariakov V.M., Struminsky A.B., Tolbert A.K. Instrumental oscillations in RHESSI count rates during solar flares // Astron. Astrophys. V. 530. ID A47. 2011. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201016322
  9. – Kaltman T.I., Stupishin A.G., Anfinogentov S.A., Nakariakov V.M., Loukitcheva M.A., Shendrik A.V. Hot jets in the Solar corona: Creating a catalogue of events based on multi-instrumental observations // Geomagn. Aeronomy. V. 61. № 7. P. 1083–1091. 2021. https://doi.org/10.1134/S0016793221070070
  10. – Kobrin M.M., Korshunov A.I., Snegirev S.D., Timofeev B.V. On a sharp increase of quasi-periodic components of fluctuations of inclination of the spectrum of solar radio emission at lambda = 3 cm before active events in August 1972 // Soln. Dannye. № 10. P. 79–85. 1973.
  11. – Kupriyanova E.G., Melnikov V.F., Nakariakov V.M., Shibasaki K. Types of microwave quasi-periodic pulsations in single flaring loops // Solar Phys. V. 267. № 2. P. 329–342. 2010. https://doi.org/10.1007/s11207-010-9642-0
  12. – Lemen J.R., Title A.M., Akin D.J., et al. The Atmospheric Imaging Assembly (AIA) on the Solar Dynamics Observatory (SDO) // Solar Phys. V. 275. № 1–2. P. 17–40. 2012. https://doi.org/10.1007/s11207-011-9776-8
  13. – Li D., Shi F., Zhao H., Xiong S., Song L., Peng W., Li X., Chen W., Ning Z. Flare quasi-periodic pulsation associated with recurrent jets // Frontiers in Astronomy and Space Sciences: V. 9. ID 1032099. 2022. https://doi.org/10.3389/fspas.2022.1032099
  14. – Lin R.P., Dennis B.R., Hurford G.J. et al. The Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) // Solar Phys. V. 210. № 1–2. P. 3–32. 2002. https://doi.org/10.1023/A:1022428818870
  15. – McLaughlin J.A., Nakariakov V.M., Dominique M., Jelinek P., Takasao S. Modelling quasi-periodic pulsations in solar and stellar flares // Space Sci. Rev. V. 214. № 1. ID 45. 2018. https://doi.org/10.1007/s11214-018-0478-5
  16. – Meegan C., Lichti G., Bhat P.N. et al. The Fermi Gamma-ray Burst Monitor // Astrophys. J. V. 702. № 1. P. 791–804. 2009. https://doi.org/10.1088/0004-637X/702/1/791
  17. – Mishra S.K., Sangal K., Kayshap P., Jelinek P., Srivastava A.K., Pajaguru S.P. Origin of quasi-periodic pulsation at the base of kink unstable jet // Astrophys. J. V. 945. № 2. ID 113. 2023. https://doi.org/10.3847/1538-4357/acb058
  18. – Nakariakov V.M., Kosak M.K., Kolotkov D.Y., Anfinogentov S.A., Kumar P., Moon Y.-J. Properties of slow magnetoacoustic oscillations of solar coronal loops by multi-instrumental observations // Astrophys. J. Lett. V. 874. № 1. ID L1. 2019. https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab0c9f
  19. – Nakariakov V.M., Anfinogentov S.A., Antolin P. et al. Kink oscillations of coronal loops // Space Sci. Rev. V. 217. № 6. ID 73. 2021. https://doi.org/10.1007/s11214-021-00847-2
  20. – Scherrer P.H., Schou J., Bush R.I. et al. The Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) investigation for the Solar Dynamics Observatory (SDO) // Solar Phys. V. 275. № 1–2. P. 207–227. 2012. https://doi.org/10.1007/s11207-011-9834-2
  21. – Schrijver C.J., DeRosa M.L. Photospheric and heliospheric magnetic fields // Solar Phys. V. 212. № 1. P. 165–200. 2003. https://doi.org/10.1023/A:1022908504100
  22. – Srivastava A.K., Mishra S.K., Jelinek P. et al. On the observations of rapid forced teconnection in the solar corona // Astrophys. J. V. 887. № 2. ID 137. 2019. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab4a0c
  23. – Stupishin A.G., Anfinogentov S.A., Kaltman T.I. Diagnostics of parameters of hot jets in the solar corona in time series of images // Geomagn. Aeronomy. V. 61. № 8. P. 1108–11152021. https://doi.org/10.1134/S0016793221080181
  24. – Stupishin A., Anfinogentov S., Kaltman T. JeAn – Jet Analyzer software package // [Software] 2022. https://doi.org/10.5281/zenodo.7362689
  25. – Stupishin A. SlitTreat: Slit analyzing tool // [Software] 2022. https://doi.org/10.5281/zenodo.7362757
  26. – Tan B., Yu Z., Huang J., Tan C., Zhang Y. Very long-period pulsations before the onset of solar flares // Astrophys. J. V. 833. № 2. ID 206. 2016. https://doi.org/10.3847/1538-4357/833/2/206
  27. – Torrence C., Compo G.P. A practical guide to wavelet analysis // Bull. of Am. Met. Soc. V. 79. № 1. P. 61–78. 1998. https://doi.org/10.1175/1520-0477(1998)079<0061:APGTWA> 2.0.CO;2
  28. – Ugai M. Physical mechanism of reconnection onset in space plasmas // arXiv:ID 1902.01588. [physics.space-ph]. 2019. https://doi.org/10.48550/arXiv.1902.01588
  29. – Van Doorsselaere T., Kupriyanova E.G., Yuan D. Quasi-periodic pulsations in solar and stellar flares: An overview of recent results (Invited Review) // Solar Phys. V. 291. № 11. P. 3143–3164. 2016. https://doi.org/10.1007/s11207-016-0977-z
  30. – White S.M., Thomas R.J., Schwartz R.A. Updated expressions for determining temperatures and emission measures from GOES soft X-ray measurements // Solar Phys. V. 227. № 2. P. 231–248. 2005. https://doi.org/10.1007/s11207-005-2445-z
  31. – Zimovets I.V., Struminsky A.B. Observations of double-periodic X-ray emission in interacting systems of solar flare loops // Solar Phys. V. 263. № 1–2. P. 163–174. 2010. https://doi.org/10.1007/s11207-010-9518-3
  32. – Zimovets I.V., McLaughlin J.A., Srivastava A.K. et al. Quasi-periodic pulsations in solar and stellar flares: A review of underpinning physical mechanisms and their predicted observational signatures // Space Sci. Rev. V. 217. № 5. ID. 66. 2021. https://doi.org/10.1007/s11214-021-00840-9
  33. – Zimovets I.V., Nechaeva A.B., Sharykin I.N., Nizamov B.A. Sources of long-period X-ray pulsations before the onset of solar flares // Geomagn. Aeronomy. V. 62. № 4. P. 356–374. 2022. https://doi.org/10.1134/S0016793222040181

Дополнительные файлы


© И.В. Зимовец, И.Н. Шарыкин, Т.И. Кальтман, А.Г. Ступишин, Б.А. Низамов, 2023