Magnetic reconnection and its manifestations in solar flares and eruptions

• Název práce v češtině: Studium projevů magnetické rekonexe ve slunečních erupcích
• Název v anglickém jazyce: Magnetic reconnection and its manifestations in solar flares and eruptions
• Klíčová slova: erupce|koróna|UV a RTG záření|Slunce|magnetická rekonexe
• Klíčová slova anglicky: Sun|solar flares|solar corona|UV and X-ray emission|magnetic reconnection
• Akademický rok vypsání: 2017/2018
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Astronomický ústav AV ČR, v.v.i. (32-AUAV)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Jaroslav Dudík, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 20.09.2017
• Datum zadání: 20.09.2017
• Datum potvrzení stud. oddělením: 04.10.2017
• Datum a čas obhajoby: 13.09.2021 10:30
• Datum odevzdání elektronické podoby: 01.07.2021
• Datum odevzdání tištěné podoby: 01.07.2021
• Datum proběhlé obhajoby: 13.09.2021
• Oponenti: Sophie Masson

Zásady pro vypracování

1. Seznámení se s pozorováními a MHD modely slunečních erupcí
2. Výběr vhodných erupcí vykazujících klouzavou magnetickou rekonexi
3. Redukce pozorovacích dat
4. Měření rychlosti klouzavé rekonexe v souvislosti s ostatními projevy erupce (rychlosti ejekce, RTG tok záření, teplotní struktura erupčního plazmatu, atp.)
5. Řešení dalších úloh vycházejících ze stanovené problematiky

Student bude při řešení zpočátku využívat existující programové vybavení běžící v prostředí SolarSoft pod IDL. Předpokládá se také tvorba vlastního software pro řešení stanovených i dalších úloh vycházejících z cílů práce.

Seznam odborné literatury

Aulanier, G., Janvier, M., Schmieder, B.: 2012, Astronomy & Astrophysics, 543, A110
Dudík, J., Janvier, M., Aulanier, G., Del Zanna, G., Karlický, M., Mason, H. E., Schmieder, B.: 2014, The Astrophysical Journal, 784, 144
Dudík, J., Polito, V., Janvier, M., Mulay, S. M., Karlický, M., Aulanier, G., Del Zanna, G., Dzifčáková, E., Mason, H. E., Schmieder, B.: 2016, The Astrophysical Journal, 823, 41
Janvier, M., Aulanier, G., Pariat, E., Démoulin, P.: 2013, Astronomy & Astrophysics, 555, A77
Janvier, M.: 2017, Journal of Plasma Physics, 83, 535830101
Lemen, J., Title, A. M., Akin, D.J., a kol.: 2012, Solar Physics, 275, 17
Sobotka, M., Dudík, J., Denker, C., Balthasar, H., Jurčák, J., Liu, W., a kol.: 2016, Astronomy & Astrophysics, 596, A1
Zuccarello, F. P., Aulanier, G., Gilchrist, S. A.: 2015, The Astrophysical Journal, 814, 126
Zuccarello, F. P., Aulanier, G., Dudík, J., Démoulin, P., Schmieder, B., Gilchrist, S. A.: 2017, The Astrophysical Journal, 837, 115

a další práce podle pokynů školitele

Předběžná náplň práce

Klouzavá magnetická rekonexe byla od r. 1995 teoreticky předpověděným mechanismem uvolňování magnetické energie ve slunečních erupcích. První pozorovací potvrzení však pochází až z r. 2014. Obecné charakteristiky klouzavé rekonexe, zejména typické pozorované rychlosti klouzání erupčních smyček, jsou proto stále neznámé. Nejasný je také i jejich vztah k ostatním projevům slunečních erupcí, kupř. intenzitě RTG záření (třídy) erupce a rychlosti jejího vzrůstu, teplotní struktury erupčních smyček a ejektovaného materiálu, rychlosti a zrychlení ejekcí materiálu, magnetického toku podílejícího se na erupci, odezvy okolní neerupční koróny, atd. Cílem práce bude studium vybraných erupcí za účelem objasnění těchto vztahů, existují-li, a také testování nalezených vztahů vzhledem ke předpovědím MHD modelů slunečních erupcí, zejména „Standardního modelu slunečních erupcí ve 3D“ (Aulanier a kol. 2012). K tomu budou využita data z přístroje Atmospheric Imaging Assembly na Solar Dynamics Observatory, jakož i spektroskopická data z přístroje Extreme-Ultraviolet Imaging Spectrometer na družici Hinode i družice Interface Region Imaging Spectrograph.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The slipping magnetic reconnection is a general energy release mechanism predicted to occur in solar flares. Although the first prediction dates to 1995, it was observationally confirmed only in 2014. Therefore, the typical characteristics of the slipping reconnection, including the velocity of the slipping motion of the flare loops, are largely unknown. This holds also for the relation, if any, of the slipping reconnection to other flare characteristics, especially the X-ray flux (and class) of the flare, as well as its rate of increase; thermal structure of flare loops and ejecta, velocities and acceleration of the ejecta; as well as magnetic flux entering the flare, and the response of the overlying non-flaring corona. The goal of this thesis is to find and study these relations, as well as to test the predictions of the 3D MHD flare models, especially the “Standard Solar Flare Model in 3D”. To do that, datasets from the Atmospheric Imaging Assembly onboard the Solar Dynamics Observatory will be used. These will be supplemented with data from the Extreme-Ultraviolet Imaging Spectrometer and Interface Region Imaging Spectrograph.