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The potential of many-line inversions of photospheric

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< Summary (English) >

English Summary:
This study compares the quality of Stokes inversions using a few spectral lines with many-line inversions in spectropolarimetric observations.
The authors investigate the feasibility of spectropolarimetry in the short-wavelength range (3000 Å – 4300 Å) and find that significantly more information can be obtained from many-line inversions compared to traditional methods using only a few spectral lines.
They conclude that many-line spectropolarimetry should be the preferred option in the future, especially at short wavelengths where it offers high potential in solar physics.
Korean Summary:
이 연구는 스트로크 인버전의 몇 개 첨열선을 사용하는 스펙트로폴라이미트릭스 관측 데이터와 다수 첨열선을 사용한 것과의 품질을 비교합니다.
연구자들은 짧은 波길<|im_start|> 범위(3000 Å – 4300 Å)에서의 스펙트로파이미터리 기능성을 조사하고 결과를 나타내면서 다수 첨열선 인버전에 비해 많은 정보가 획득될 수 있음을 발견했습니다.
그들은 미래에는 특히 짧은 波길<|im_start|> 지역에서 태양물리에서의 고유한 기능성이 매우 높다는 결론을 내리고 있습니다.
bekannten magnetohydrodynamischen Atmosphären eine Beispielregion um 3140 Å (371 identifizierte Spektralinien), um 4080 Å (328 Linien) und um 6302 Å (110 Linien) synthetisiert.
Die spektralen Bereiche werden so gewählt, dass bei einer spektralen Auflösungskraft von 150.
00<|im_start|> assistant
Technical Terms Explanation:
* Magneto-hydrodynamical Atmospheres (매그넘-하이드로동아미쉬틀 어모스피어): 태양의 기본적인 물리적 특성을 설명하는 데 사용되는 수학적 모델입니다.
* Stokes Inversions (스토크 인버전): 폭염력 관측 데이터를 사용하여 태양의 물리적 매개변수(예: 온도, 磁벡터 등)을 추정하는 데 사용되는 방법입니다.
* Spectropolarimeters (스펙트로파이미터): 태양의 성질과 구조를 측정하기 위해 폭염력을 측정하는 장치입니다.
Related Papers or Resources:
1.
Title: “Recent Advances in Solar Magnetic Field Measurements”
Author/Source: del Toro Iniesta, C.
, & Ruiz Cobo, R.
URL: https://www.
researchgate.
net/publication/228796435_Recent_advances_in_solar_magnetic_field_measurements

< 요약 (Korean) >

< 기술적 용어 설명 >

< 참고 논문 또는 관련 자료 >

< Excerpt (English) >

Astronomy & Astrophysics manuscript no. ms c⃝ESO 2018 December 11, 2018 The potential of many-line inversions of photospheric spectropolarimetric data in the visible and near UV T. L. Riethmüller1 and S. K. Solanki1,2 1 Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS), Justus-von-Liebig-Weg 3, 37077 Göttingen, Germany 2 School of Space Research, Kyung Hee University, Yongin, Gyeonggi, 446-701, Republic of Korea e-mail: riethmueller@mps.mpg.de Received; accepted Abstract Our knowledge of the lower solar atmosphere is mainly obtained from spectropolarimetric observations, which are often carried out in the red or infrared spectral range and almost always cover only a single or a few spectral lines. Here we compare the quality of Stokes inversions of only a few spectral lines with many-line inversions. In connection with this, we also investigate the feasibility of spectropolarimetry in the short-wavelength range, 3000 Å −4300 Å, where the line density but also the photon noise are considerably higher than in the red, so that many-line inversions could be particularly attractive in that wavelength range. This is also timely because this wavelength range will be the focus of a new spectropolarimeter in the third science flight of the balloon-borne solar observatory Sunrise. For an ensemble of state-of-the-art magneto-hydrodynamical atmospheres we synthesize exemplarily spectral regions around 3140 Å (containing 371 identified spectral lines), around 4080 Å (328 lines), and around 6302 Å (110 lines). The spectral coverage is chosen such that at a spectral resolving power of 150000 the spectra can be recorded by a 2K × 2K detector. The synthetic Stokes profiles are degraded with a typical photon noise and afterwards inverted. The atmospheric parameters of the inversion of noisy profiles are compared with the inversion of noise-free spectra. We find that significantly more information can be obtained from many-line inversions than from a traditionally used inversion of only a few spectral lines. We further find that information on the upper photosphere can be significantly more reliably obtained at short wavelengths. In the mid and lower photosphere, the many-line approach at 4080 Å provides equally good results as the many-line approach at 6302 Å for the magnetic field strength and the line- of-sight (LOS) velocity, while the temperature determination is even more precise by a factor of three. We conclude from our results that many-line spectropolarimetry should be the preferred option in the future, and in particular at short wavelengths it offers a high potential in solar physics. Key words. Sun: magnetic fields — Sun: photosphere — Sun: magnetohydrodynamics (MHD) 1. Introduction Gaining knowledge about the solar atmosphere requires the de- termination of its physical parameters such as temperature (T), magnetic field strength (B), magnetic field inclination (γ), mag- netic field azimuth (φ), and line-of-sight velocity (vLOS ). This is preferably achieved by Stokes inversions (see the recent re- view by del Toro Iniesta & Ruiz Cobo, 2016) of observational data recorded with spectropolarimeters, most of which can be classified as either imaging spectropolarimeters (ISPs), or slit spectropolarimeters (SSPs). To allow the investigation of dynamic processes, ISPs are mostly used at high…

< 번역 (Korean) >

천문학 및 천체 물리학 원고 번호.
ms c⃝ESO 2018 December 11, 2018 The potential of many-line inversions of photospheric spectropolarimetric data in the visible and near UV T.
L.
Riethmüller1 and S.
K.
Solanki1,2 1 Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS), Justus-von-Liebig-Weg 3, 37077 Göttingen, Germany 2 School 우주 연구, kyung hee University, Yongin, Gyonggi, 446-701, 한국 공화국 이메일 : riethmueller@mps.mpg.de; 허용 된 초록 낮은 태양 대기에 대한 우리의 지식은 주로 분광 극성 관측에서 얻어지며, 종종 적색 또는 적외선 스펙트럼 범위에서 수행되며 거의 항상 단일 또는 몇 개의 스펙트럼 라인만을 다룹니다.
여기서 우리는 몇 개의 스펙트럼 라인의 스토크 스 반전의 품질을 다수의 역전과 비교합니다.
이와 관련하여, 우리는 또한 라인 밀도뿐만 아니라 광자 노이즈가 빨간색보다 상당히 높아서 많은 라인 역전이 그 파장 범위에서 특히 매력적일 수있는 단락 범위의 3000 Å -4300 Å에서 분광 편광법의 타당성을 조사한다.
이 파장 범위는 풍선 매개 태양 전망대 일출의 세 번째 과학 연속에서 새로운 분광 편광기의 초점이 될 것이기 때문에시기 적절합니다.
최첨단 자기-수확 역학적 대기의 앙상블의 경우, 우리는 약 3140Å (371 개의 식별 된 스펙트럼 라인), 약 4080 Å (328 라인) 및 약 6302Å (110 라인)의 예시적인 스펙트럼 영역을 합성합니다.
스펙트럼 커버리지는 150000의 스펙트럼 분해 전력에서 스펙트럼을 2K × 2K 검출기에 의해 기록 할 수 있도록 선택됩니다.
합성 스토크 프로파일은 전형적인 광자 노이즈로 저하 된 후 반전됩니다.
시끄러운 프로파일의 역전의 대기 파라미터는 소음이없는 스펙트럼의 역전과 비교됩니다.
우리는 몇 가지 스펙트럼 라인의 전통적으로 사용되는 반전에서보다 다수의 반전에서 더 많은 정보를 얻을 수 있음을 찾습니다.
우리는 또한 상부 광원에 대한 정보가 짧은 파장에서 더 안정적으로 더 확실하게 얻을 수 있음을 더욱 발견했습니다.
중간 및 하부 광구에서, 4080 Å의 많은 라인 접근법은 자기 필드 강도와 LOS (Line of-Sight) 속도에 대한 6302Å의 다수 접근법과 동일하게 좋은 결과를 제공하는 반면, 온도 결정은 3 인형에 의해 훨씬 더 정확합니다.
우리는 결과로부터 많은 라인 분광 극성 측정법이 향후 선호되는 옵션이되어야하며, 특히 짧은 파장에서는 태양학에서 높은 잠재력을 제공합니다.
핵심 단어.
태양 : 자기 필드- 태양 : 광원- 태양 : 자력 유전 학학 (MHD) 1.
소개 태양 대기에 대한 지식을 얻으려면 온도 (t), 자기장 강도 (b), 자기 필드 경사 (γ), mag-netic eld azimuth (), 라인 vallos (), extocity (mag-netic eld azimuth)와 같은 물리적 매개 변수의 종료가 필요합니다.
이는 스펙트럼 민속화기로 기록 된 관찰 데이터의 스토크 스 반전 (최근 델 토로 이니에스타 & 루이즈 코보, 2016 참조)에 의해 달성되는데, 대부분은 이미징 스펙트럼 분해성 측정기 (ISP) 또는 슬릿 스펙트럼 분극계 (SSP)로 분류 될 수있다.
동적 프로세스를 조사 할 수 있도록 ISP는 대부분 높은 곳에서 사용됩니다 …

출처: arXiv

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