Exploring magnetic field properties at the boundary of solar pores: A comparative study based on SDO-HMI observations
- 1. University of Graz
- 2. Universidad Nacional de Colombia
- 3. Kepler Universitätsklinikum
Description
Context. The Sun's magnetic fields play an important role in various solar phenomena. Solar pores are regions of intensified magnetic field strength compared to the surrounding photospheric environment, and their study can help us better understand the properties and behaviour of magnetic fields in the Sun. In this work, we investigate the properties of magnetic fields on the boundaries of solar pores, specifically focusing on the evolution of the vertical magnetic field. Aims. Up to now, there exists only a single study on magnetic field properties at the boundary region of a pore. Therefore, the main goal of this work is to increase the statistics of magnetic properties determining the pore boundary region. To this aim, we study the change of the vertical magnetic field on the boundaries of six solar pores and their time evolution. Methods. We analyse six solar pores using data from the Helioseismic and Magnetic Imager instrument on board the Solar Dynamics Observatory. We apply image processing techniques to extract the relevant features of the solar pores and determine the boundary conditions of the magnetic fields. For each pore, the maximal vertical magnetic field is determined, and the obtained results are compared with the above-mentioned previous study. Results. We find the maximal vertical magnetic field values on the boundaries of the studied solar pores to range from 1400 G to 1600 G, with a standard deviation between 7.8% and 14.8%. These values are lower than those reported in the mentioned preceding study. However, this can be explained by differences in spatial resolution as well as the type of data we used. For all the pores, we find that the magnetic inclination angle lies in a range of 30 ± 7°, which is consistent with the idea that the magnetic field configuration in solar pores is mainly vertical. Conclusions. The vertical magnetic field is an important factor in determining the boundary of solar pores, and it plays a more relevant role than the intensity gradient. The obtained information will be useful for future studies on the formation and evolution of magnetic structures of the Sun. Additionally, this study highlights the importance of high spatial resolution data for the purpose of accurately characterising the magnetic properties of solar pores. Overall, the findings of this work contribute to the understanding of the magnetic field properties of the Sun and will be crucial for improving models of solar dynamics and magnetic flux emergence.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
السياق. تلعب الحقول المغناطيسية للشمس دورًا مهمًا في مختلف الظواهر الشمسية. المسام الشمسية هي مناطق ذات قوة مجال مغناطيسي مكثفة مقارنة ببيئة الغلاف الضوئي المحيطة، ويمكن أن تساعدنا دراستهم على فهم خصائص وسلوك الحقول المغناطيسية في الشمس بشكل أفضل. في هذا العمل، نقوم بالتحقيق في خصائص الحقول المغناطيسية على حدود المسام الشمسية، مع التركيز بشكل خاص على تطور المجال المغناطيسي الرأسي. الأهداف. حتى الآن، لا توجد سوى دراسة واحدة على خصائص المجال المغناطيسي في منطقة حدود المسام. لذلك، فإن الهدف الرئيسي من هذا العمل هو زيادة إحصائيات الخواص المغناطيسية التي تحدد منطقة حدود المسام. ولتحقيق هذا الهدف، ندرس تغير المجال المغناطيسي الرأسي على حدود ستة مسام شمسية وتطورها الزمني. الطرق. نقوم بتحليل ستة مسام شمسية باستخدام بيانات من أداة التصوير الزلزالي الشمسي والمغناطيسي على متن مرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية. نطبق تقنيات معالجة الصور لاستخراج الميزات ذات الصلة للمسام الشمسية وتحديد الظروف الحدودية للمجالات المغناطيسية. لكل مسام، يتم تحديد المجال المغناطيسي الرأسي الأقصى، وتتم مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها بالدراسة السابقة المذكورة أعلاه. النتائج. نجد أن قيم المجال المغناطيسي العمودي القصوى على حدود المسام الشمسية المدروسة تتراوح بين 1400 G إلى 1600 G، مع انحراف معياري بين 7.8 ٪ و 14.8 ٪. هذه القيم أقل من تلك الواردة في الدراسة السابقة المذكورة. ومع ذلك، يمكن تفسير ذلك بالاختلافات في الدقة المكانية وكذلك نوع البيانات التي استخدمناها. بالنسبة لجميع المسام، نجد أن زاوية الميل المغناطيسي تقع في نطاق 30 ± 7°، وهو ما يتوافق مع فكرة أن تكوين المجال المغناطيسي في المسام الشمسية عمودي بشكل أساسي. الاستنتاجات. يعد المجال المغناطيسي الرأسي عاملاً مهمًا في تحديد حدود المسام الشمسية، ويلعب دورًا أكثر ملاءمة من تدرج الشدة. ستكون المعلومات التي تم الحصول عليها مفيدة للدراسات المستقبلية حول تكوين وتطور الهياكل المغناطيسية للشمس. بالإضافة إلى ذلك، تسلط هذه الدراسة الضوء على أهمية بيانات الاستبانة المكانية العالية لغرض تحديد الخصائص المغناطيسية للمسام الشمسية بدقة. بشكل عام، تساهم نتائج هذا العمل في فهم خصائص المجال المغناطيسي للشمس وستكون حاسمة لتحسين نماذج ديناميكيات الطاقة الشمسية وظهور التدفق المغناطيسي.Translated Description (French)
Contexte. Les champs magnétiques du Soleil jouent un rôle important dans divers phénomènes solaires. Les pores solaires sont des régions d'intensité de champ magnétique intensifiée par rapport à l'environnement photosphérique environnant, et leur étude peut nous aider à mieux comprendre les propriétés et le comportement des champs magnétiques dans le Soleil. Dans ce travail, nous étudions les propriétés des champs magnétiques aux limites des pores solaires, en nous concentrant spécifiquement sur l'évolution du champ magnétique vertical. Objectifs. Jusqu'à présent, il n'existe qu'une seule étude sur les propriétés du champ magnétique à la limite d'un pore. Par conséquent, l'objectif principal de ce travail est d'augmenter les statistiques des propriétés magnétiques déterminant la région limite des pores. À cette fin, nous étudions l'évolution du champ magnétique vertical aux limites de six pores solaires et leur évolution dans le temps. Méthodes. Nous analysons six pores solaires à l'aide des données de l'instrument Helioseismic and Magnetic Imager à bord de l'Observatoire de dynamique solaire. Nous appliquons des techniques de traitement d'image pour extraire les caractéristiques pertinentes des pores solaires et déterminer les conditions limites des champs magnétiques. Pour chaque pore, le champ magnétique vertical maximal est déterminé et les résultats obtenus sont comparés à l'étude précédente susmentionnée. Résultats. Nous trouvons que les valeurs maximales du champ magnétique vertical sur les limites des pores solaires étudiés vont de 1400 G à 1600 G, avec un écart type entre 7,8 % et 14,8 %. Ces valeurs sont inférieures à celles rapportées dans l'étude précédente mentionnée. Cependant, cela peut s'expliquer par des différences de résolution spatiale ainsi que par le type de données que nous avons utilisées. Pour tous les pores, nous constatons que l'angle d'inclinaison magnétique se situe dans une plage de 30 ± 7°, ce qui est cohérent avec l'idée que la configuration du champ magnétique dans les pores solaires est principalement verticale. Conclusions. Le champ magnétique vertical est un facteur important dans la détermination de la limite des pores solaires, et il joue un rôle plus pertinent que le gradient d'intensité. Les informations obtenues seront utiles pour de futures études sur la formation et l'évolution des structures magnétiques du Soleil. De plus, cette étude souligne l'importance des données à haute résolution spatiale dans le but de caractériser avec précision les propriétés magnétiques des pores solaires. Dans l'ensemble, les résultats de ce travail contribuent à la compréhension des propriétés du champ magnétique du Soleil et seront cruciaux pour l'amélioration des modèles de la dynamique solaire et de l'émergence du flux magnétique.Translated Description (Spanish)
Contexto. Los campos magnéticos del Sol juegan un papel importante en diversos fenómenos solares. Los poros solares son regiones de intensidad de campo magnético intensificada en comparación con el entorno fotosférico circundante, y su estudio puede ayudarnos a comprender mejor las propiedades y el comportamiento de los campos magnéticos en el Sol. En este trabajo, investigamos las propiedades de los campos magnéticos en los límites de los poros solares, centrándonos específicamente en la evolución del campo magnético vertical. Objetivos. Hasta ahora, solo existe un estudio sobre las propiedades del campo magnético en la región límite de un poro. Por lo tanto, el objetivo principal de este trabajo es aumentar las estadísticas de las propiedades magnéticas que determinan la región límite del poro. Para ello, estudiamos el cambio del campo magnético vertical en los límites de seis poros solares y su evolución temporal. Métodos. Analizamos seis poros solares utilizando datos del instrumento Helioseismic and Magnetic Imager a bordo del Observatorio de Dinámica Solar. Aplicamos técnicas de procesamiento de imágenes para extraer las características relevantes de los poros solares y determinar las condiciones límite de los campos magnéticos. Para cada poro, se determina el campo magnético vertical máximo y los resultados obtenidos se comparan con el estudio anterior mencionado anteriormente. Resultados. Encontramos que los valores máximos del campo magnético vertical en los límites de los poros solares estudiados oscilan entre 1400 G y 1600 G, con una desviación estándar entre el 7,8% y el 14,8%. Estos valores son inferiores a los reportados en el mencionado estudio anterior. Sin embargo, esto puede explicarse por las diferencias en la resolución espacial, así como por el tipo de datos que utilizamos. Para todos los poros, encontramos que el ángulo de inclinación magnética se encuentra en un rango de 30 ± 7°, lo que es consistente con la idea de que la configuración del campo magnético en los poros solares es principalmente vertical. Conclusiones. El campo magnético vertical es un factor importante en la determinación del límite de los poros solares, y juega un papel más relevante que el gradiente de intensidad. La información obtenida será útil para futuros estudios sobre la formación y evolución de las estructuras magnéticas del Sol. Además, este estudio destaca la importancia de los datos de alta resolución espacial con el fin de caracterizar con precisión las propiedades magnéticas de los poros solares. En general, los hallazgos de este trabajo contribuyen a la comprensión de las propiedades del campo magnético del Sol y serán cruciales para mejorar los modelos de dinámica solar y la aparición del flujo magnético.Files
aa46389-23.pdf.pdf
Files
(24 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
|
24 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- استكشاف خصائص المجال المغناطيسي عند حدود المسام الشمسية: دراسة مقارنة تستند إلى ملاحظات SDO - HMI
- Translated title (French)
- Exploration des propriétés du champ magnétique à la limite des pores solaires : une étude comparative basée sur les observations SDO-HMI
- Translated title (Spanish)
- Exploración de las propiedades del campo magnético en el límite de los poros solares: un estudio comparativo basado en observaciones SDO-HMI
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4367173428
- DOI
- 10.1051/0004-6361/202346389
References
- https://openalex.org/W1524648340
- https://openalex.org/W1966668197
- https://openalex.org/W1987265796
- https://openalex.org/W1999016464
- https://openalex.org/W2024918307
- https://openalex.org/W2028782963
- https://openalex.org/W2046000942
- https://openalex.org/W2054738633
- https://openalex.org/W2057170453
- https://openalex.org/W2064502426
- https://openalex.org/W2094483427
- https://openalex.org/W2100723408
- https://openalex.org/W2114103613
- https://openalex.org/W2171062718
- https://openalex.org/W2571733588
- https://openalex.org/W2910977542
- https://openalex.org/W3098525570
- https://openalex.org/W3100693796
- https://openalex.org/W3102582771
- https://openalex.org/W3104428570
- https://openalex.org/W3105003569
- https://openalex.org/W3105088526
- https://openalex.org/W3106791448
- https://openalex.org/W3132384962
- https://openalex.org/W3154237609
- https://openalex.org/W4288079687
- https://openalex.org/W4289196252
- https://openalex.org/W4299636968
- https://openalex.org/W4306943171