Linear polarization of the helium D3 line by accelerated protons in the solar chromosphere

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In the article, we have studied the impact linear polarization of the helium D3 line that takes place in the solar chromosphere under the action of protons accelerated in solar flares. The dependence of the energy distribution of protons on the distance traveled inside the chromosphere is calculated. The ratio of the concentrations of nonthermal protons and thermal electrons at different depths is theoretically determined. From the calculation of the degree of linear polarization of the helium line D3 for different layers of the chromosphere, the region of probable formation of the line is determined.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. В. Shapochkin

Moscow Physical Society

Author for correspondence.
Email: labex@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

S. A. Bogachev

Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: labex@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. S.V. Shestov, A.N. Zhukov, B. Inhester, L. Dolla, and M. Mierla, Astron. and Astrophys. 652, id. A4 (2021).
  2. D. Müller, O.C. St. Cyr, I. Zouganelis, H.R. Gilbert, et al., Astron. and Astrophys. 642, id. A1 (2020), arXiv:2009.00861 [astro-ph.SR].
  3. E. Antonucci, S. Fineschi, G. Naletto, M. Romoli, et al., in Space Telescopes and Instrumentation 2012: Ultraviolet to Gamma Ray, Proc. of SPIE Conf. Ser. 8443, id. 844309 (2012).
  4. O. Floyd and P. Lamy, Solar Phys. 294, 168 (2019).
  5. P. Heinzel, J. Štěpán, A. Bemporad, S. Fineschi, S. Jejčič, N. Labrosse, and R. Susino, 900, id. 8 (2020), arXiv:2007.08940 [astro-ph.SR].
  6. S.A. Bogachev and M.B. Shapochkin, Astron. Rep. 66, 1329 (2022).
  7. J. Štěpán, P. Heinzel, and S. Sahal-Bréchot, Astron. and Astrophys. 465, 621 (2007), arXiv:astro-ph/0701617.
  8. V.P. Shevelko and L.A. Vainshtein, Atomic physics for hot plasmas (Bristol, Philadelphia: Institute of Physics Pub., 1993).
  9. J.C. Brown, Solar Phys. 18, 489 (1971).
  10. S. I. Syrovatskii and O. P. Shmeleva, Soviet Astron. 16, 273 (1972).
  11. S.A. Bogachev and B.V. Somov, Astron. Letters 33, 54 (2007).
  12. Б.В. Сомов, С.И. Сыроватский, Успехи физ. наук 120(10), 217 (1976).
  13. G.S. Kerr, J.C. Allred, A.F. Kowalski, R.O. Milligan, H.S. Hudson, N. Zambrana Prado, T. A. Kucera, and J. W. Brosius, 945(2), id. 118 (2023), arXiv:2302.02017 [astro-ph.SR].
  14. S.A. Kazantsev and J.-C. Henoux, Polarization spectroscopy of ionized gases, Astrophys. Space Sci. Library 200 (Dordrecht; Boston: Kluwer Academic Publishers, 1995).
  15. E. Haug, Solar Phys. 71, 77 (1981).
  16. Л.А. Вайнштейн, И.И. Собельман, Е.А. Юков, Возбуждение атомов и уширение спектральных линий (М.: Наука, 1979).
  17. R.H. McFarland and E.A. Soltysik, Phys. Rev. 127(6), 2090 (1962).
  18. M.B. Shapochkin, Physica Scripta 60(4), 335 (1999).
  19. J.C. Hénoux, D. Heristchi, G. Chambe, B. Woodgate, R. Shine, J. Beckers, and M. Machado, Astron. and Astrophys. 119, 233 (1983).
  20. J.C. Hénoux and M. Karlický, Astron. and Astrophys. 341, 896 (1999).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Cross-section of excitation by electrons (red solid line) and protons (blue dashed line) of the 3D33,2,1 – 2P32,1,0 transition of the He I atom.

Download (35KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Temperature dependence of the rate of excitation processes of the 3D33.2.1 – 2P32.1.0 transition of the He I atom by electrons (red) and protons (blue).

Download (44KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Distribution of accelerated protons in the solar atmosphere. The solid line (red) is the initial power-law distribution EN = 0 with slope φ = 3 and minimum energy ε = 10 keV. The dotted line (blue) is the distribution of particles at a depth of EN = 100 keV (x ≈ 1600 km). The dotted line (black) is the distribution of particles at a depth of EN = 200 keV (x ≈ 1800 km).

Download (36KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. An example of calculating the effective power spectrum (red line) from the original spectrum (blue line) inside the chromosphere.

Download (35KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Dependence of the degree of linear polarization of ionized gas on the parameter ε1 for δ = 2.5 and θ = 37.5°.

Download (22KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Dependence of the degree of linear polarization of ionized gas on the value of the pitch angle θ at δ = 2.5, ε1 = 15 keV.

Download (25KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Dependence of the degree of linear polarization of ionized gas on the parameter n for d = 2.5, ε1 = 15 keV and θ = 37.5°.

Download (21KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».