The solar internetwork
Metadata
Show full item recordAuthor
Gošić, MilanEditorial
Universidad de Granada
Director
Bellot Rubio, Luis RamónDepartamento
Universidad de Granada. Programa Oficial de Doctorado en: Física y Ciencias del Espacio; Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Instituto de Astrofísica de AndalucíaMateria
Sol Astronomía Astrofísica Campo magnético solar Flujo magnético Hinode Narrowband Filter Imager (NFI)
Materia UDC
523.9 520.8 2100
Date
2016Fecha lectura
2015-12-10Referencia bibliográfica
Gošić, M. The solar internetwork. Granada: Universidad de Granada, 2016. [http://hdl.handle.net/10481/41677]
Sponsorship
Tesis Univ. Granada. Programa Oficial de Doctorado en: Física y Ciencias del EspacioAbstract
En esta tesis se estudia la evoluci on del campo magn etico de la intrared
en las escalas peque~nas y su contribuci on al magnetismo del Sol en calma.
Los elementos de la intrered son estructuras magn eticas muy din amicas,
de cortas vidas que pueblan el interior de las celdas supergranulares. De-
bido a su abundancia, se cree que estos campos peque~nos son ingredientes
esenciales para el magnetismo solar. Sin embargo, estos elementos son
d ebiles y producen min usculos se~nales de polarizaci on, que es la raz on
por la cual sus propiedades son bastante desconocidas. Adem as de esto,
los campos magn eticos de intrared est an acopladas con la din amica de las
celdas supergranulares. Por lo tanto, para entender c omo evolucionan, es
necesario seguirlos continuamente durante muchas horas. Hasta la epoca
de Hinode, era imposible obtener observaciones que cumplen todos los
requisitos para estudiar la evoluci on de los campos de la intrared.
Utilizado el Hinode Narrowband Filter Imager (NFI) nosotros obtuvi-
mos observaciones de larga duraci on, con la resoluci on espacial y temporal
sin precedentes y con la sensibilidad m as alta jam as alcanzada. Estas ob-
servaciones por la primera vez nos permiten examinar la evoluci on de los
parches individuales del
ujo magn etico en el Sol en calma en escalas
temporales desde minutos hasta d as.
Para estudiar elementos magn etos de la intrared en el Sol en calma
utilizamos observaciones obtenidas con el Hinode/NFI en el marco de
\Hinode Operation Plan 151". Las medidas se tomar on en la l nea de res-
onancia Na I D1 en 589.6 nm. Nuestras secuencias de los magnetogramas
tienen una alta sensibilidad de 4 Mx cm2, una resoluci on espacial de 0.16
segundos de arco por un pixel y una cadencia de 60 segundos.
Para seguir los parches individuales de
ujo desde que nacen hasta que mueren y analizar las interacciones entre ellos, hemos desarrollado
un nuevo c odigo para resolver algunos de los problemas de c odigos au-
tom aticos de seguimiento que provocan interacciones mal identi cadas
y/o etiquetados incorrectos de los elementos magn eticos. Utilizando este
c odigo podemos determinar la historia de los parches individuales de una
manera able. Estas correcciones nos permiten evaluar de una manera di-
recta la importancia de la intrared para mantenimiento del
ujo magn etico
del Sol en calma.
Nosotros clasi camos los parches de
ujo detectados como parches de
la intrared o red y analizamos c omo evolucionan con el tiempo y con-
tribuyen al
ujo del Sol. Nosotros encontramos que el
ujo de la intrared
aporta unos 15% del
ujo absoluto total del Sol en calma. El resto es
proporcionado por el NE. Las variaciones peque~nas temporales del
ujo
de la intrared y la red muestran que en escalas grandes est an en un es-
tado estable, pero tambi en muestran que el
ujo magn etico dentro de las
celdas superganulares puede aumentar cas un orden de magnitud cuando
elementos magn eticos aparezcan en grupos por la super cie del Sol.
Tambi en analizamos por la primera vez c omo interaccionan los ele-
mentos de la intrared con los elementos de la red y contribuyen el
ujo
a ellos. Gracias a este estudio concluimos que las regiones de la intrared
son fuentes del
ujo m as importantes de la red. En otras palabras, los
parches de la intrared son capaces de mantener el
ujo de la red. Sus
contribuciones son mucho m as grandes que de las zonas ef meras.
Nosotros describimos por la primera vez de una manera consistente
c omo los supergranulos individuales ganan y pierden
ujo magn etico.
Analizamos las fuentes y sumideros de
ujo de la intrared y calculamos
las tasas de aparici on y desaparici on del
ujo total. Demostramos c omo
estas tasas cambian con el tiempo y distancia desde los centros de las
celdas. Tambi en discutimos las consecuencias de estos resultados para
mecanismos responsables de la formaci on de elementos magn eticos de la
intrared. In this thesis we study the evolution of small-scale internetwork fields and
their contribution to the quiet Sun magnetism.
Internernetwork elements are highly dynamic, short-lived magnetic
structures that populate the interior of supergranular cells. Because of
their abundance it is believed that these small-scale fields are essential
ingredients of the solar magnetism. However, they are weak and pro-
duce tiny polarization signals, which is the reason why their properties
are poorly known. In addition to this, internetwork fields are coupled to
the dynamics of supergranular cells. Therefore, to understand their evo-
lution it is necessary to follow them continuously for many hours. Until
the Hinode era, it was impossible to obtain observations that fulfill all the
requirements to study the evolution of internetwork fields.
Using the Hinode Narrowband Filter Imager (NFI) we obtained long
duration observations at unprecedented spatial and temporal resolution
with the highest sensitivity ever achieved. For the first time these observations allow us to examine the evolution of individual
ux patches in the
quiet Sun on temporal scales from minutes to days.
To study quiet Sun internetwork magnetic elements we used obser-
vations obtained with the Hinode/NFI in the framework of the Hinode
Operation Plan 151. The measurements were carried out in the Na I D1
resonance line at 589.6 nm. Our magnetogram sequences have a high
sensitivity of 4 Mx cm -2, a spatial resolution of 0.16 arcsec/pixel and a
cadence of -60 s.
To follow individual
ux patches from birth to death and analyze the
interactions between them, we developed a new code to solve some of
the problems of automatic tracking codes that lead to misidentifications and/or incorrect labeling of the magnetic elements. By use of this code
we can determine the history of
ux patches in a reliable manner. These
corrections permit us to evaluate in a direct way the importance of the
internetwork for the maintenance of the quiet Sun magnetic
ux.
We classiffied the detected
ux features as internetwork or network
patches and analyzed how they evolve with time and contribute to the
quiet Sun
ux budget. We found that the internetwork
ux accounts for
about 15% of the total unsigned quiet Sun
ux. The rest is provided by
the network. The small temporal variations of the internetwork and net-
work
uxes reveal their steady-state nature on large scales, but they also
show that the
ux inside of individual supergranular cells may increase by
almost an order of magnitude when clusters of magnetic elements appear
on the solar surface.
We analyzed for the first time how internetwork features interact with
network elements and contribute their
ux to the network. From this
study we concluded that internetwork regions are the main source of
ux
for the network. In other words, internetwork
ux features are capable of
maintaining the network. Their contribution is much larger than that of
ephemeral regions.
We describe in a consistent way for the first time how individual su-
pergranular cells gain and lose magnetic
ux. We analyze the sources
and sinks of internetwork
ux and calculate the total
ux appearance and
disappearance rates. We demonstrate that these rates change with time
and distance from the cell centers. The results are discussed in terms of
the mechanisms responsible for the formation of internetwork magnetic
elements.