Paper published by Manuel Luna, Judith Karpen, José Luís Ballester, Karin Muglach, Jaume Terradas, Therese Kucera, Holly Gilbert in The Astrophysical Journal Supplement Series.

GONG Catalog of Solar Filament Oscillations Near Solar Maximum

We have cataloged  filament oscillations from the Global Oscillation Network Group Hα network data during several months near the maximum of solar cycle 24 (2014 January–June). Selected examples from the catalog are described in detail, along with our statistical analyses of all events. Oscillations were classified according to their velocity amplitude:  small-amplitude oscillations (SAOs), with velocities <10 , and  large-amplitude oscillations (LAOs), with velocities >10 . Both SAOs and LAOs are common, with one event of each class every two days on the visible side of the Sun. For nearly half of the events, we identified their apparent trigger. The period distribution has a mean value of 58 ± 15 minutes for both types of oscillations. The distribution of the damping time per period peaks at τ/P = 1.75 and 1.25 for SAOs and LAOs, respectively. We confirmed that LAO damping rates depend nonlinearly on the oscillation velocity. The angle between the direction of motion and the filament spine has a distribution centered at 27° for all filament types. This angle agrees with the observed direction of filament-channel magnetic fields, indicating that most of the cataloged events are longitudinal (i.e., undergo field-aligned motions). We applied seismology to determine the average radius of curvature in the magnetic dips, R ≈ 89 Mm, and the average minimum magnetic field strength, B ≈ 16 G. The catalog is available to the community online and is intended to be expanded to cover at least 1 solar cycle.

Figure 23 from the paper. Scatter plots of latitude vs. (a) P.

Un poco más… ¿Cómo vibran las prominencias solares?

Cuando observamos la superficie del Sol las protuberancias solares se ven como filamentos oscuros que pueblan el disco o como lenguas de plasma incandenscente que se levantan por encima de esta. Las protuberancias solares son estructuras de plasma muy densas que levitan en la atmósfera solar. Se piensa que el campo magnético de esta estrella es el que las aguanta para que no caigan en la superficie por su propio peso. Estas estructuras magnéticas pueden acumular una gran cantidad de energía que, cuando se libera, produce erupciones que lanzan el material de las protuberancias al medio interplanetario.

Manuel Luna, investigador del IAC y la ULL, lidera el equipo que ha catalogado cerca de 200 oscilaciones de protuberancias solares detectadas en la primera mitad de 2014. Este análisis, que se publica hoy en The Astrophysical Journal Supplement Series, ha servido para comprobar que casi la mitad de estos eventos ha sido de gran amplitud. Es decir, oscilaciones con velocidades de entre 10 km/s (36000 km/h) y 100 km/s. También se ha podido comprobar que estos eventos de gran amplitud son más comunes de lo que se pensaba.

El proyecto forma parte de una colaboración internacional que comenzó en 2015 a través del International Space Science Institute (ISSI) y también del proyecto de la NASA para el estudio de este tipo de oscilaciones.

Gracias a esta recopilación, se ha encontrado una gran variedad de eventos y se ha podido determinar que, en muchos casos, las oscilaciones son producidas por fulguraciones cercanas. Es decir, por la liberación repentina de energía en la atmósfera solar.

Con los datos recogidos se ha realizado un estudio estadístico de las propiedades de las oscilaciones. Estos movimientos consisten en un movimiento cíclico de las protuberancias entre dos posiciones. En él se ha visto que las oscilaciones (vibraciones) tienen un periodo de aproximadamente una hora. Estos periodos son propios de las protuberancias y revelan propiedades fundamentales de su estructura magnética y la distribución de su masa. Además, las oscilaciones muestran un gran amortiguamiento, o lo que es lo mismo la vibración se reduce considerablemente tras pocos ciclos de oscilación. Se desconoce por qué la mayor parte de las protuberancias oscilan con un periodo de una hora o por qué se amortigua su movimiento tan rápidamente, con lo que habrá que seguir investigando.

Los datos apuntan a que “la dirección del movimiento de las oscilaciones forma un ángulo de unos 27 grados con el eje principal de la prominencia”, explica Luna. Y añade: “Esta dirección coincide con la de las estimaciones previas de la orientación del campo magnético”. Además, usando técnicas sismológicas, los investigadores han podido deducir detalles acerca de la geometría e intensidad del campo magnético que soporta a las protuberancias.

Este estudio abre una nueva ventana a la investigación de la estructura de las protuberancias solares y a los mecanismos que eventualmente las desestabilizan produciendo su erupción. En el futuro, los autores pretenden ampliar este análisis a todo un ciclo solar para entender la evolución de estas estructuras a lo largo de los 11 años que dura. Para conseguirlo se tendrán que aplicar técnicas de inteligencia artificial y de procesado de gran cantidad de datos.

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Citation:

Manuel Luna, Judith Karpen, José Luís Ballester, Karin Muglach, Jaume Terradas, Therese Kucera, Holly Gilbert
GONG Catalog of Solar Filament Oscillations Near Solar Maximum
The Astrophysical Journal Supplement Series 236:35
DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4365/aabde7
Published data: 30/05/2018