The outer atmosphere of the sun called the corona has been observed during total solar eclipse for short periods (typically <6 min), from as early as the eighteenth century. In the recent past, space-based instruments have permitted us to study the corona uninterruptedly. In spite of these developments, the dynamic corona and its high temperature (1-2 million K) are yet to be Ally understood. It is conjectured that their dynamic nature and associated energetic events are possible reasons behind the high temperature. In order to study these in detail, a visible emission line space solar coronagraph is being proposed as a payload under the small-satellite programme of the Indian Space Research Organisation. The satellite is named as Aditya-1 and the scientific objectives of this payload are to study: (i) the existence of intensity oscillations for the study of wave-driven coronal heating; (ii) the dynamics and formation of coronal loops and temperature structure of the coronal features; (iii) the origin, cause and acceleration of coronal mass ejections (CMEs) and other solar active features, and (iv) coronal magnetic field topology and three-dimensional structures of CMEs using polarization information. The uniqueness of this payload compared to previously flown space instruments is as follows: (a) observations in the visible wavelength closer to the disk (down to 1.05 solar radii); (b) high time cadence capability (better than two-images per second), and (c) simultaneous observations of at least two spectral windows all the time and three spectral windows for short durations.

Proposed visible emission line space solar coronagraph

L'atmosfera solar es un ambient altament dinamic en el que s'ha detectat una gran varietat d'ones i inestabilitats. La materia en aquesta regio es troba en estat de plasma, i per tant es veu afectada per la presencia de camps electromagnetics. Per comprendre la seva dinamica es requereix una teoria que combini les equacions que descriuen les propietats i l'evolucio dels fluids amb les del camps electrics i magnetics. De les diverses alternatives disponibles que compleixen els requeriments anteriorment citats, la magnetohidrodinamica (MHD) ideal es una descripcio util quan els fenomens d'interes estan associats a frequencies baixes. Per escales temporals llargues, les especies que componen el plasma es troben fortament acoblades i poden ser tractades com a un unic fluid. Pel contrari, quan les escales temporals son mes curtes, l'acoblament es mes feble i les col·lisions entre les distintes especies produeixen desviacions en les propietats de les ones respecte a les esperades en MHD ideal. En consequencia, es necessari una teoria mes complexa i precisa. En aquesta Tesi es presenta una teoria multi-fluid que te en compte els efectes de les col·lisions io-neutre, les col·lisions de Coulomb i la difusivitat magnetica, i utilitza una llei d'Ohm generalitzada que inclou el terme de Hall. Aquesta teoria s'aplica a la invesigacio d'ones i inestabilitats en diverses capes i estructures de l'atmosfera solar, com son la corona i el vent solar, que estan completament ionitzats, i la cromosfera i protuberancies, que es troben parcialment ionitzats. Mitjancat les simulaciones numeriques i l'analisi de la relacio de dispersio per pertorbacions transversals de petita amplitud, s'estudia l'impacte que les col·lisions tenen en les propietats de les ones d'Alfven, de baixa frequencia i els modes io-ciclotro i \textit{whistler}, d'alta frequencia. L'atenuacio produida per la friccio deguda a les col·lisions esta dominada per la interaccio io-neutre a baixes frequencies i per les col·lisions de Coulomb i la difusivitat magnetica a altes frequencies. A mes, les regions de tall i ressonancies que les ones io-ciclotro tenen en els fluids sense col·lisions desapareixen quan aquestes s'inclouen al model. Tambe s'ha trobat que l'efecte del terme de Hall es fonamental per descriure correctament les ones d'alta frequencia en plasmes debilment ionitzats. Tambe s'estudien efectes no lineals, com es l'escalfament, i pertorbacions de gran amplitud. Per una banda, se demostra que la forca ponderomotriu generada per ones d'Alfven no lineals, que causen variacions en la densitat i pressio del plasma, esta fortament afectada per la interaccio del ions amb els neutres. Per altra banda, la friccio deguda a les col·lisions causa la dissipacio de l'energia de les pertorbacions. Una fraccio d'aquesta energia es transformada en calor i augmenta la temperatura del fluid. D'aquesta manera, el plasma en una protuberancia quiescent o en la cromosfera pot ser escalfat mitjancant les col·lisions io-neutre. Finalment, tambe s'investiga l'efecte d'un flux amb cisalladura en l'interfase entre dos medis parcialment ionitzats. La presencia del flux dona lloc al desenvolupament de l'inestabilitat de Kelvin-Helmholtz. Aqui, s'estudia la fase inicial d'aquesta inestabilitat, aplicada al cas particular de fils cilindrics en filaments solars. L'acoblament a traves de les col·lisions entre ions i neutres redueix el ritme de creixement de l'inestabilitat per fluxos sub-Alfvenics pero no evita per complet la seva aparicio, el que significa que els plasmes parcialment ionitzats son inestables per qualsevol valor del flux de cisalladura. La comparacio dels resultats analitics amb observacions realitzades per altres autors mostra que, per un rang de parametres de les pertorbacions, els ritmes de creixement calculats son compatibles amb la vida mitja tipica dels fils a protuberancies.

High-frequency waves and instabilities in multi-fluid partially ionized solar plasmas

Observations at the 1 August 2008 total solar eclipse in western China were obtained through a narrow band interference filter centered on the 530.3 nm FeXIV emission line at a cadence of 30 frames/second. A simplified analysis indicates that in a position near the base of a coronal streamer a short period intensity periodicity is found. The analysis and results are presented.

/pdf/indications-of-short-periodicity-in-the-fexiv-503-3nm-1ul8k1y87l.pdf

Indications of Short Periodicity in the FeXIV 503.3nm Emission Line at the 2008 Solar Eclipse

Temporal Observations of the λ" 5303 Emission Line Profile during the 74 Minute Totality from the Concorde SST at the 30 June 1973 Total Solar Eclipse: Preliminary Intensity Variations above an Active Region (presented by D. H. Liebenberg)

M. M. Hoffman

Papers

Temporal Observations of the λ" 5303 Emission Line Profile during the 74 Minute Totality from the Concorde SST at the 30 June 1973 Total Solar Eclipse: Preliminary Intensity Variations above an Active Region (presented by D. H. Liebenberg)