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通过合成太阳光学、紫外和射电光谱反演得到的温度约束

DOI：10.1051/0004-6361/201833664 期刊：Astronomy & Astrophysics 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 背景：如今借助阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA），已能对太阳色球层进行毫米波波段的高分辨率观测，这为解决太阳物理学中的诸多悬而未决的问题带来了希望。与其他地基和天基望远镜的观测相比，与ALMA协同开展的研究将获益匪浅，但光学、紫外与毫米波联合观测的诊断潜力大多尚未得到评估。 目的：本文探究毫米波波段能否辅助现有反演方案，从而更准确地还原太阳大气的温度结构。 方法：我们对三维辐射磁流体力学模拟快照的出射光谱进行了多次非局部热动平衡（non-LTE）反演实验。除考虑部分频率再分布效应的常见谱线诊断（如Ca II H、K、8542 ?和Mg II h、k谱线）外，还纳入了1.2毫米和3毫米附近的连续谱。 结果：研究发现，在反演中加入毫米波连续谱能更准确地推断随光学深度变化的温度。将ALMA波段与其他诊断手段结合，可提升对log τ约[?6, ?4.5]区间色球层温度的反演精度——该区间内Ca II和Mg II谱线与局域条件的耦合较弱。但同时发现，光学与紫外谱线的多原子非局部热动平衡联合反演对低色球层具有同等强度的约束力，因此1.2毫米波段对此并无显著改善。不过，要更好地约束中高层色球层，仍需3毫米波段。
作者： J. M. da Silva Santos，J. de la Cruz Rodríguez，J. Leenaarts
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究毫米波段是否有助于当前的反演方案，以更准确地还原太阳大气的温度结构。

研究成果

在反演中包含毫米波连续谱能更准确地推断光学深度函数的温度。将ALMA波段与其他诊断方法结合，可提高log τ ～ [?6, ?4.5]区间内色球温度的反演精度——该区域钙II线和镁II线与局部条件的耦合较弱。不过，光学与紫外波段的多原子非局部热动平衡联合反演对低层色球同样具有强约束力，因此1.2毫米波段的加入并未带来显著改进。尽管如此，仍需3毫米波段来更好地约束中上层色球。

研究不足

该模拟未考虑氦的非平衡电离以及磁场部分电离对色球加热的影响。与真实数据相比，模拟的色球谱线往往相对较弱且较窄。

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