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Revista de Matemática Teoría y Aplicaciones

Print version ISSN 1409-2433

Rev. Mat vol.28 n.2 San José Jul./Dec. 2021

http://dx.doi.org/10.15517/rmta.v28i2.44462 

Artículo

Uso de la transformada de wavelet para el análisis de oscilaciones en filamentos quietos del sol

Use of the wavelet transform for the analysis of oscillations of the quiescent solar filaments

Miguel Rojas-Quesada1 

Lela Taliashvili2 

Heidy Gutiérrez3 

1Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Física, Cartago, Costa Rica; miguel.rojas@tec.ac.cr

2Universidad de Costa Rica, Centro de Investigaciones Espaciales (CINESPA), Escuela de Física, San José, Costa Rica; lela.taliashvili@ucr.ac.cr

3Universidad de Costa Rica, Centro de Investigaciones Espaciales (CINESPA), Escuela de Física, San José, Costa Rica; heidy.gutierrez@ucr.ac.cr

Resumen

Hemos analizado la evolución (temporal y según la altura) de las oscilaciones de largo período de dos filamentos quietos, relacionados con los procesos iniciales de sus inestabilidades termales y/o dinámicas y su correlación con las respuestas coronales asociadas, principalmente con las Eyecciones de Masa Coronal (CMEs). El estudio de oscilaciones se realizó durante las Rotaciones de Carrington CR 2151 y CR 2152, que coinciden con el máximo del ciclo solar 24, con base en las imágenes de múltiples longitudes de onda, tomadas por SDO y GONG. Se llevó a cabo una rutina en SolarSoft, utilizando la transformada de wavelet, que permite obtener el espectro de frecuencias de las oscilaciones de largo período y su evolución temporal para los filamentos. Los resultados de este estudio muestran que estas oscilaciones son asociadas a movimientos longitudinales de pequeña amplitud mayoritariamente, y su origen se relaciona con las inestabilidades termales de filamentos, que provocan flujos bidireccionales en los filamentos. Además, se detectó claramente una oscilación adicional con un período de 6 h en los espectros de ondículas y periodogramas, aunque no fue posible identificar oscilaciones longitudinales que coincidieran con este período. Asimismo, hemos identificado indicios de que en los eventos estudiados el proceso de reconexión magnética también ocurren en capas por debajo de la corona, ya que las perturbaciones de la intensidad observadas son más prominentes en los filtros correspondientes a la cromósfera, zona de transición y la corona baja mientras que éstas decaen en los filtros asociados a la corona.

Palabras clave: transformada de Wavelet; SolarSoft; oscilaciones; filamentos solares

Abstract

We have analyzed the time and height evolution of the long-period oscillations of two quiescent filaments, related to the initial processes of their thermal and/or dynamic instabilities and their correlation with the associated coronal responses, mainly with Coronal Mass Ejections (CMEs). The study of oscillations was carried out during the Carrington Rotations CR 2151 and CR 2152, which coincide with the maximum of solar cycle 24, based on the images of multiple wavelengths, taken by SDO and GONG. A routine was carried out in SolarSoft, using the wavelet transform, which allows obtaining the frequency spectrum of long-period oscillations and their temporal evolution for the filaments. The results of this study show that these oscillations are mainly associated with small amplitude longitudinal movements and their origin is related to the thermal instabilities of filaments, which cause bidirectional fluxes in the filaments. Furthermore, an additional oscillation with a period of 6 h was clearly detected in the wavelet and periodogram spectra, although it was not possible to identify longitudinal oscillations that coincided with this period. As well we have identified indications that in the studied events the magnetic reconnection process also occurs in layers below the corona, since the intensity disturbances observed are more prominent in the filters corresponding to the chromosphere, transition zone and the low corona, while they decay in the filters associated with the corona.

Keywords: Wavelet transform; SolarSoft; oscillations; solar filaments.

Mathematics Subject Classification: 85-08, 65T60.

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Agradecimentos

Agradecemos al SOHO, SDO y GONG por el acceso abierto a sus bases de datos. SDO es una misión del programa Living With a Star (LWS) de la NASA. LASCO es parte de SOHO, SOHO es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA. El catálogo LASCO CME es generado y mantenido en el Centro de Datos CDAW por la NASA y la Universidad Católica de América en cooperación con el Laboratorio de Investigación Naval. Agradecemos también por el software wavelet que fue proporcionado por C. Torrence y G. Compo, y está disponible en URL: http://atoc.colorado.edu/research/wavelets/. Finalmente, agradecemos la Vicerectoría de Investigación del Instituto Tecnológico de Costa Rica por la aprobación del proyecto de investigación 5402-1450-1601, relacionado con este trabajo. Nuestro agradecimiento especial a los revisores del articulo por sus valiosas recomendaciones. Este estudio se realizó como requisito parcial para la Maestría en Astrofísica del Sistema de Estudio de Posgrado de la Universidad de Costa Rica.

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Recibido: 16 de Noviembre de 2020; Revisado: 05 de Abril de 2021; Aprobado: 12 de Junio de 2021

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