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Title
RHESSI X-ray imaging and spectroscopy of the X3.9 flare of 2003 November 3 / Christoph Miksits
AuthorMiksits, Christoph
CensorVeronig Astrid
Published2013
DescriptionIll., graph. Darst. : 2 Zsfassungen
Institutional NoteGraz, Univ., Dipl.-Arb., 2013
Annotation
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (GND)Flare / Röntgenstrahlung / Flare / Röntgenstrahlung / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-47763 Persistent Identifier (URN)
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RHESSI X-ray imaging and spectroscopy of the X3.9 flare of 2003 November 3 [4.14 mb]
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Abstract (German)

Solare Flares zählen zu den energetischsten und explosivsten Phänomenen im Sonnensystem. Die impulsive Phase von Flares gibt Auskunft über das Timing der teilchenbeschleunigung und die magnetische Rekonnexion. Das Röntgenspektrum besteht aus dem Spektrum der weichen Röntgenstrahlung von thermischen Elektronen im Flare-Loop, und aus nicht-thermischer Bremsstrahlung von hochenergetischen Elektronen. Das Spektrum lässt Rückschlüsse auf die Verteilung der beschleunigten Elektronen und magnetische Einschlüsse zu. Die Teilchenbeschleunigung und der Energietransport sind wichtige Prozesse im Verständnis solarer Flares.Diese Fallstudie des Flares vom 3.11.2003 nutzte das Potential von RHESSI, im Moment das Instrument für solare Flare Studien im Röntgenbereich, aus. Die Analyse zeigte ein Kontraktion des Flare-Loops vor der impulsiven Phase, einen Anstieg beim Abstand zwischen den Fußpunkten und eine Quelle über dem Looptop. Die Looptop-Quelle ist bis zu einer Energie von 50 keV sichtbar. Die Analyse des Röntgenspektrums ergab zwei Anstiegsphasen für das Emissionsmaß, auf Grund von chromospherischer Evaporation. Die Plasmatemperatur liegt bei 30 bis 50 MK, konsistent mit der Sichtbarkeit der Looptop-Quelle bis 50 keV. Das Verhältnis des Röntgen-Flusses vom nördlichen zum südlichen Fußpunkt änderte sich vom nördlichen Fußpunkt über eine Gleichheitsperiode wieder hin zum nördlichen Fußpunkt, was auf magnetischen Einschluss hindeuten könnte. Der Index der Elektron-Verteilungsfunktion zeigte eine weich-hart-härter Entwicklung, was auch in Übereinstimmung mit magnetischem Einschluss im Flare-Loop ist. Die spektroskopische Bildanalyse der zweiten impulsiven Phase zeigte einen stetigen Anstieg im Verhältnis des Röntgen-Flusses vom nördlichen zum südlichen Fußpunkt und der spektrale Index wurde stetig härter.

Abstract (English)

Solar flares are among the most energetic and explosive phenomena in our solar system. Important information on the energy release, particle acceleration and energy transport can be gained through studies in hard X-rays. The impulsive phase of a flare yields information on the acceleration timing and the magnetic reconnection process. The X-ray spectrum typically consists of the soft X-ray spectrum, emitted by thermal electrons in the flare loop, and nonthermal bremsstrahlung due to flare accelerated electrons. From the spectrum, information on the accelerated electron distribution and on magnetic trapping can be inferred. The particle acceleration and energy transport are important processes to fully understand solar flares.The case study of the 2003 November 3 X3.9 flare presented in this thesis utilised RHESSI?s capabilities, because it is the instrument for solar flare X-ray studies. The analysis showed a shrinkage of the flare loop prior to the impulsive phase, an increase in footpoint distance and an above-the-looptop source. The looptop source is visible up to energies of 50 keV. In the X-ray spectral analysis the emission measure showed two rise phases, explained by chromospheric evaporation. The plasma temperature is between 30 and 50 MK throughout the event, which fits the looptop visibility up to 50 keV. The ratio of the X-ray flux from the northern to the southern footpoint changes from favouring the northern footpoint over a period of equalisation to again favouring the northern footpoint, which may indicate magnetic trapping. The index of the electron distribution function showed a soft-hard-harder development, also consistent with magnetic trapping in the flare loop. The imaging spectroscopic analysis of a second impulsive phase showed a continuous rise in the ratio of the X-ray flux from the northern to the southern footpoint and a continuous hardening of the spectral index.