Ellerman Bombs and Surges in Solar Active Regions

Abstract

엘러먼 폭탄 현상(EB)은 태양의 발머선의 날개에서 일시적으로 밝 아지는 현상이다. 이 현상은 태양의 낮은 대기에서 발생하는 자기재연결 현상이라고 생각되지만 그 세부 기작은 아직 잘 알려지지 않았다. 나는 이 박사학위논문에서 빅베어태양천문대의 1.6미터 태양 망원경을 이용하여 EB과 연관된 광구에서의 움직임과 자기구조들, 채층 현상들을 연구했다. 첫번째 연구에서 나는 EB과 관련된 현상들의 시간에 따른 변화를 추적 했다. EB이 발생하기 전에 광구에서의 쌀알무늬가 특이하게 팽창하는 것을 발견했다. 또한 EB 내부 가스가 윗쪽으로 솟구치고 있었으며 EB 발생과 연관하여서 서지가 발생했다. 두번째 연구에서는 앞선 연구에서 보고한 광구의 특이하게 찌그러진 쌀알 같은 형태 (Elongated Granule-like Feature, EGF)가 보편적임을 밝혔다. 이러한 EGF는 EB이 발생하기 전에 등장해서 평균 3.8 km s−1 의 속도로 EB이 발생하는 곳으로 움직였다. 이러한 EGF는 부상 자속(emerging ux, EF)이나 이동 자기 형체 (moving magnetic feature, MMF)와 같은 자기구조와 연관되어 있었다. 세번째 연 구에서 나는 자기재연결현상에 의해서 발생한 서지가 사실은 여러개의 충격파 유형을 가지고 있음을 찾아냈다. 이러한 충격파 유형은 110초 간격으로 서로 겹쳐있었으며 수분간 지속되었다. 우리는 이 결과로부터 EB의 발생 원인과 결과를 종합적인 시각에서 이해할 수 있다. EB는 EF나 MMF와 같은 자기성분들에 의해 발생하는 자기재연결 현상에 의해서 발생하는 것 같다. 또한 이러한 EBs는 서지를 구성하는 여러개의 충격파 현상을 발생시킨다.

Ellerman bombs (EBs) are the transient brightening always found in the far wings of the Balmer lines. It is thought to be a signature of the magnetic reconnection, but its mechanism is not fully understood. In this dissertation, we investigate the photospheric features, magnetic features, and chromospheric features associated with the Ellerman bombs using the 1.6 meter New Solar Telescope at Big Bear Solar Observatory. The main achievements of this thesis are as follows. First, we presented a comprehen- sive picture of the total evolution of an EB. We found a granular cell expand- ing in two opposite directions prior to the EB. When one end of this granule reached the EB site, the transverse speed of the tip of the expanding granule rapidly decreased and the EB is brightened. We also found up ows of the internal mass of the EB, and we found a surge after the occurrence of the EB. Second, we investigated the elongated granule-like features (EGFs) that show transverse motions with an average speed of about 3.8 km s−1 prior to the EBs. The EGFs were found to be accompanied by emerging uxes (EFs) or moving magnetic features (MMFs). Third, we reported a surge consisting of multiple shock features. The shock features were overlapped with one an- other with the time inverval of 110 s. We found the signature of the magnetic ux cancelations at the base of the surge. Our results provide comprehen- sive understanding of the cause and effect of EBs. The EBs might result from the magnetic reconnection forced by EFs or MMFs that are frequently manifested by EGFs. Furthermore, it is found that the EBs may lead to the multiple shock waves in charge of the surge.