OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PALERMO GIUSEPPE S. VAIANA

Report Annuale

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Filamentazione e temperatura di archi osservati con TRACE

Le osservazioni del satellite TRACE hanno permesso di condurre studi più approfonditi sulla struttura fine degli archi coronali. TRACE è un telescopio XUV a incidenza normale. Come tale è sensibile in una banda spettrale piuttosto stretta. In particolare le bande dei suoi tre filtri centrati a lunghezze d'onda di 171 Å, 195 Åe 284 Å  comprendono un numero limitato di righe spettrali, rendendo l'interpretazione delle osservazioni tutt'altro che banale.

Filtri diversi hanno diversa sensibilità a secondo della temperatura del plasma intercettato. Questa proprietà viene sfruttata per ottenere informazioni sulla temperatura del plasma mediante osservazioni effettuate simultaneamente con filtri diversi. La diagnostica di temperatura è però particolmente complessa se le bande spettrale dei filtri sono strette perchè la sensibilità con la temperatura ha un andamento non monotòno e con vari picchi: di conseguenza il rapporto della luminosità del plasma a vari filtri può risultare uguale anche a diverse temperature, cioè è una funzione a molti valori.

Recentemente il gruppo ha affrontato il problema dell'interpretazione del rapporto della luminosità del plasma in diversi filtri TRACE all'interno di archi coronali. Il problema è reso ulteriormente complesso dal fatto che gli archi sono strutturati trasversalmente e quindi in condizioni termiche tutt'altro che omogenee. Di fatto è stata recentemente rilevata la diffusa evidenza di archi in condizioni stazionarie caratterizzati da un rapporto dell'emissione in due filtri (171 Å  e 195 Å) che non varia lungo gli archi. Ciò sembrerebbe indicare che questi archi siano isotermi per gran parte della loro lunghezza e che quindi costituiscano una nuova classe di archi, differenti da quelli convenzionali, ben descritti da modelli in equilibrio idrostatico che prevedono una stratificazione della temperatura.

Il nostro gruppo ha ultimamente dimostrato che l'isotermicità degli archi può essere un effetto apparente, dovuto al fatto che gli archi sono costituiti da fasci di filamenti ciascuno riempito da plasma in equilibrio ma a pressione, e quindi temperatura, diversa (Figura 40). Se tra i filamenti ve ne è qualcuno a temperatura piuttosto elevata ($\sim 5$ MK), analizzando l'arco come un unico filamento si può ottenere un rapporto di filtri costante lungo l'arco, anche se i singoli filamenti non sono isotermi.
 

Figure 40: Distribuzione di luminosità lungo un arco coronale costituito da fasci di filamenti a temperature crescenti verso l'interno e comprese tra 0.8 MK e 5.2 MK in due diversi filtri di TRACE (171 Å  e 195 Å), sintetizzata da modelli idrostatici. I toni di grigio sono saturati a $5\times 10^{-10}$ DN s^-1 pix^-1 cm^-1.

Si pone allora seriamente il problema di interpretare univocamente la diagnostica del rapporto dei filtri, in particolare in relazione all'analisi dei singoli archi coronali, elementi costitutivi della corona. Il gruppo sta attualmente lavorando alla messa a punto di una diagnostica di temperatura, o comunque ad uno strumento che permetta l'identificazione univoca delle condizioni fisiche del plasma confinato negli archi, utilizzando tutti e tre i filtri di TRACE.

Sempre riguardo all'interpretazione di come gli archi coronali appaiono in osservazioni TRACE, il gruppo ha anche evidenziato che archi piuttosto lunghi e altrimenti uguali possono apparire diversi a secondo della loro inclinazione rispetto alla superficie solare. Archi disposti verticalmente sulla superficie solare possono infatti essere solo parzialmente riempiti di plasma, a causa della stratificazione gravitazionale. La loro cima risulterebbe pertanto invisibile a TRACE, perchè priva di plasma. Al contrario, archi molto inclinati sulla superficie risulterebbero molto più ``pieni" di plasma, perchè ben al di sotto dell'altezza di scala dettata dalla gravità e quindi più uniformemente luminosi nella banda TRACE (Figura 41). Ciò spiega perchè in molte osservazioni TRACE puntate all'interno del disco solare sono ben distinguibili delle grandi strutture a forma di arco quasi semicircolari, laddove ci si attende di vederle molto meglio sul bordo solare.
 

Figure 41: Distribuzioni di luminosità nella banda del filtro a 171 Å  di TRACE (in unità di 10^-10 DN s^-1 pix^-1 cm^-1) lungo un arco coronale di semilunghezza 10¹⁰ cm costituito da un fascio di filamenti a temperatura crescente verso l'interno (tra 0.8 e 1.9 MK) ottenute da modelli idrostatici per diverse inclinazioni (in gradi) dell'arco sulla superficie solare. L'arco più inclinato risulta molto più uniformemente visibile di quello verticale.

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