Slow magnetoacoustic gravity waves in an equilibrium stratified solar atmosphere: Cut-offperiods through the transition region

Assuming the thin flux tube approximation, we introduce an analytical model that contemplates the presence of a non-isothermal temperature, a varying magnetic field, and a non-uniform stratified medium in hydrostatic equilibrium due to a constant gravity acceleration. This allows the study of slow magnetoacoustic cut-offperiods across the solar transition region, from the base of the solar chromosphere to the lower corona. The used temperature profile approaches the solar atmospheric model of G18. The periods obtained are consistent with observations. Similar to the acoustic cut-offperiods, the resulting magnetoacoustic gravity ones follow the sharp temperature profile, but shifted towards larger heights; in other words, at a given height the magnetoacoustic cut-offperiod is significantly lower than the corresponding acoustic one. Along a given longitude of an inclined thin magnetic tube, the greater its inclination the softer the temperature gradient it crosses. Changes in the magnetic field intensity do not significantly modify the periods at the coronal level but modulate the values below the transition region within periods between ~[2-6] min. Within the limitations of our model, we show that monochromatic oscillations of the solar atmosphere are the atmospheric response at its natural frequency to random or impulsive perturbations, and not a consequence of the forcing from the photosphere.Fil: Costa, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Schneiter, Ernesto Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Zurbriggen, Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; Argentin

Estudio MHD de la dinámica del plasma de la corona solar

Tesis (Doctor en Astronomía)--Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación, 2017.El principal objetivo de esta tesis es inferir sobre la naturaleza de ciertos flujos de material oscuro y particulares que han sido observados descender a través de la corona solar. En Inglés se los conoce como 'supra-arcade downflows' (SADs). Este fenómeno está relacionado con fulguraciones eruptivas de larga duración acompañadas a su vez por una eyección de masa coronal. Si bien hay consenso en que los SADs son cavidades vaciadas de plasma con respecto al medio que los rodea, aún hoy su origen y evolución es un tema abierto de discusión. Una pregunta importante que intentamos responder es: ¿cómo es posible que estas estructuras subdensas puedan evitar ser aplastadas por el medio denso y turbulento que las rodea y perduren por los tiempos observados? Mediante simulaciones MHD (2D y 3D) modelamos un escenario que podría explicar el origen y formación de los SADs, reproduciendo sus tiempos de vida y principales características.The main aim of this thesis is to infer about the nature of certain dark flows known as 'supra-arcade downflows' (SADs) that have been observed descending throught the solar corona. These flows have always been detected during long-term erupting flares associated with coronal mass ejections. There is a consensus that SADs' structures are subdense cavities with respect to their sorroundings, although its origin is not well understood yet. One important question that we intent to answer is: how is it possible that SADs resist the external pressure and avoid their collapse produced by the turbulent sorrounding medium? By means of MHD simulations (2D and 3D) we modelled a scenario that may explain the origin and formation of SADs, reproducing their lifetimes and main features

Evaluación de funciones de distribución de pares en un modelo mecánico estadístico de gases basado en particiones del espacio

Tesis (Lic. en Astronomía)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física, 2011.La estructura microscópica de un fluido en equilibrio puede ser descripta por una clase de partición del espacio en la cual a cada partícula se le asigna un volumen v. La combinación de particiones del espacio con el método de minimización de la energía de Helmholtz, permite obtener un formalismo que contiene información termodinámica y estructural del sistema. En este formalismo termo-estadístico el cálculo de la energía de interacción del fluido, requiere la implementación de la función de distribución de pares condicional Gvv′ . Esta cantidad describe la densidad de probabilidad de hallar un par de partículas con volúmenes individuales v y v′ como una función de la distancia que las separa. El objetivo del presente trabajo es determinar por medio de análisis teóricos y simulaciones numéricas la función Gvv′ para un sistema de partículas independientes distribuidas aleatoriamente en el espacio.Ernesto Zurbriggen

3D MHD simulation of flare supra-arcade downflows in a turbulent current sheet medium

Supra-arcade downflows (SADs) are sunward, generally dark, plasma density depletions originated above posteruption flare arcades. In this paper, using 3D MHD simulations we investigate whether the SAD cavities can be produced by a direct combination of the tearing mode and Kelvin-Helmholtz instabilities leading to a turbulent current sheet (CS) medium or if the current sheet is merely the background where SADs are produced, triggered by an impulsive deposition of energy. We find that to give an account of the observational dark lane structures an addition of local energy, provided by a reconnection event, is required. We suggest that there may be a closed relation between characteristic SAD sizes and CS widths that must be satisfied to obtain an observable SAD.Fil: Cécere, Mariana Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Zurbriggen, Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Costa, Andrea. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Schneiter, Ernesto Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentin

Are CMEs capable of producing Moreton waves? A case study: The 2006 December 6 event

Considering the chromosphere and a stratified corona, we examine, by performing 2D compressible magnetohydrodynamics simulations, the capability of a coronal mass ejection (CME) scenario to drive a Moreton wave. We find that given a typical flux rope (FR) magnetic configuration, in initial pseudo-equilibrium, the larger the magnetic field and the lighter (and hotter) the FR, the larger the amplitude and the speed of the chromospheric disturbance, which eventually becomes aMoreton wave.We present arguments to explain why Moreton waves are much rarer than CME occurrences. In the frame of the present model, we explicitly exclude the action of flares that could be associated with the CME. Analysing the Mach number, we find that only fast magnetosonic shock waves will be able to produce Moreton events. In these cases an overexpansion of the FR is always present and it is the main factor responsible for the Moreton generation. Finally, we show that this scenario can account for the Moreton wave of the 2006 December 6 event (Francile et al. 2013).Fil: Krause, Gustavo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados En Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados En Ingeniería y Tecnología; ArgentinaFil: Cécere, Mariana Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Zurbriggen, Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Costa, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Francile, Carlos Natale. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Informática. Observatorio Astronómico Félix Aguilar; ArgentinaFil: Elaskar, Sergio Amado. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados En Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados En Ingeniería y Tecnología; Argentin

Estimating the Coronal Supra-Arcade Downflow Radio Emission: From Centimeter Through Submillimeter Wavelengths

Supra-arcade downflows (SADs) are infrequent, wiggly, and low-emission structures observed to descend through the solar corona, mostly in EUV and soft X-ray frequencies. Based on their physical characteristics, SADs have been interpreted as low-density bubbles and are related to magnetic reconnection processes during long-term erupting flares. In this work, we use numerical MHD simulations to compute flux density maps, which are convolved with telescope beams to synthesize images with the aim to assess the expected SAD emission in radio wavelengths. We assume that the emission is thermal bremsstrahlung from a fully ionized plasma and without any appreciable gyroresonance contribution since magnetic fields are of the order of 10 G. We find that SAD emission should be optically thin in the frequency range of [10–1,000] GHz, and the spatially integrated flux should be larger than 1 Jy. We conclude, therefore, that SADs consistently are less bright than the surrounding fan and that observing SADs in radio frequencies between [0.5–1,000] GHz is feasible with present instrumentation. The observing strategies are proposed, including the instruments that can be used. Moreover, since the emission is, for the most part, optically thin, the flux density is proportional to temperature, density, and line-of-sight depth and when combined with EUV and soft X-ray images may allow a better density and temperature determination of SADs.Fil: Zurbriggen, Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; Argentina. Universidade Presbiteriana Mackenzie; BrasilFil: Giménez de Castro, C. Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Costa, Andrea. Universidade Presbiteriana Mackenzie; Brasil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Cécere, Mariana Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba; ArgentinaFil: Selhorst, Caius L.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Conditional pair distributions in many-body systems: Exact results for Poisson ensembles

We introduce a conditional pair distribution function (CPDF) which characterizes the probability density of finding an object (e.g., a particle in a fluid) to certain distance of other, with each of these two having a nearest neighbor to a fixed but otherwise arbitrary distance. This function describes special four-body configurations, but also contains contributions due to the so-called mutual nearest neighbor (two-body) and shared neighbor (three-body) configurations. The CPDF is introduced to improve a Helmholtz free energy method based on space partitions. We derive exact expressions of the CPDF and various associated quantities for randomly distributed, non-interacting points at Euclidean spaces of one, two and three dimensions. Results may be of interest in many diverse scientific fields, from fluid physics to social and biological sciences.Comment: 12 pages, 11 figures, v2: new section, appendix and references, plus some other minor changes; to be published in Phys. Rev.

MHD simulations of coronal supra-arcade downflows including anisotropic thermal conduction

Coronal supra-arcade downflows (SADs) are observed as dark trails descending toward hot turbulent-fan-shaped regions. Due to the large temperature values and gradients in these fan regions, the thermal conduction (TC) should be very efficient. While several models have been proposed to explain the triggering and the evolution of SADs, none of these scenarios address a systematic consideration of TC. Thus, we accomplish this task numerically simulating the evolution of SADs within this framework. That is, SADs are conceived as voided (subdense) cavities formed by nonlinear waves triggered by downflowing bursty localized reconnection events in a perturbed hot fan. We generate a properly turbulent fan, obtained by a stirring force that permits control of the energy and vorticity input in the medium where SADs develop. We include anisotropic TC and consider plasma properties consistent with observations. Our aim is to study whether it is possible to prevent SADs from vanishing by thermal diffusion. We find that this will be the case, depending on the turbulence parameters, in particular if the magnetic field lines are able to envelope the voided cavities, thermally isolating them from the hot environment. Velocity shear perturbations that are able to generate instabilities of the Kelvin-Helmholtz type help to produce magnetic islands, extending the lifetime of SADs.Fil: Zurbriggen, Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Costa, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Esquivel, A.. Universidad Nacional Autónoma de México. Instituto de Ciencias Nucleares; MéxicoFil: Schneiter, Ernesto Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Cécere, Mariana Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; Argentin

An MHD study of large-amplitude oscillations in solar filaments

Quiescent filaments are usually affected by internal and/or externalperturbations triggering oscillations of different kinds. In particular, external large-scale coronal waves can perturb remote quiescent filaments leading to large-amplitude oscillations. Observational reports have indicated that the activation time of oscillations coincides with the passage of a large-scale coronal wavefront through the filament, although the disturbing wave is not always easily detected.Aiming to contribute to understanding how ?and to what extent? coronal waves are able to excite filament oscillations, here we modelled with 2.5D MHD simulations a filament floating in a gravitationally stratified corona disturbed by acoronal shock wave. This simplified scenario results in a two-coupled-oscillation pattern of the filament, which is damped in a few cycles, enabling a detailedanalysis. A parametric study was carried out varying parameters of the scenario such as height, size, and mass of the filament. An oscillatory analysis reveals a general tendency for periods of oscillations, amplitudes, and damping times to increase with height, whereas filaments of larger radius exhibit shorter periods and smaller amplitudes. The calculation of forces exerted on the filament showsthat the main restoring force is the magnetic tension.Fil: Zurbriggen, Ernesto. Universidade Presbiteriana Mackenzie; Brasil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Cécere, Mariana Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Sieyra, María Valeria. Centre For Mathematical Plasma-astrophysics; Bélgica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Krause, Gustavo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; ArgentinaFil: Costa, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Giménez de Castro, C. Guillermo. Universidade Presbiteriana Mackenzie; Brasi