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Statistical Study of GOES X-Ray Quasi-periodic Pulsations in Solar Flares
The Astrophysical Journal ( IF 4.8 ) Pub Date : 2020-05-26 , DOI: 10.3847/1538-4357/ab8d40
Laura A. Hayes 1 , Andrew R. Inglis 1 , Steven Christe 1 , Brian Dennis 1 , Peter T. Gallagher 2
Affiliation  

Small amplitude quasi-periodic pulsations (QPPs) detected in soft X-ray emission are commonplace in many flares. To date, the underpinning processes resulting in the QPPs are unknown. In this paper, we attempt to constrain the prevalence of \textit{stationary} QPPs in the largest statistical study to date, including a study of the relationship of QPP periods to the properties of the flaring active region, flare ribbons, and CME affiliation. We build upon the work of \cite{inglis2016} and use a model comparison test to search for significant power in the Fourier spectra of lightcurves of the GOES 1--8~A\ channel. We analyze all X-, M- and C- class flares of the past solar cycle, a total of 5519 flares, and search for periodicity in the 6-300~s timescale range. Approximately 46\% of X-class, 29\% of M-class and 7\% of C-class flares show evidence of stationary QPPs, with periods that follow a log-normal distribution peaked at 20~s. The QPP periods were found to be independent of flare magnitude, however a positive correlation was found between QPP period and flare duration. No dependence of the QPP periods to the global active region properties was identified. A positive correlation was found between QPPs and ribbon properties including unsigned magnetic flux, ribbon area and ribbon separation distance. We found that both flares with and without an associated CME can host QPPs. Furthermore, we demonstrate that for X- and M- class flares, decay phase QPPs have statistically longer periods than impulsive phase QPPs.

中文翻译:

太阳耀斑中GOES X射线准周期脉动的统计研究

在软 X 射线发射中检测到的小幅度准周期脉动 (QPP) 在许多耀斑中很常见。迄今为止,导致 QPP 的基础过程尚不清楚。在本文中,我们试图在迄今为止最大的统计研究中限制 \textit{stationary} QPP 的流行,包括研究 QPP 周期与耀斑活动区、耀斑带和 CME 隶属关系的属性的关系。我们建立在 \cite{inglis2016} 的工作基础上,并使用模型比较测试来搜索 GOES 1--8~A\ 通道光曲线的傅立叶光谱中的显着功率。我们分析了过去太阳周期的所有X级、M级和C级耀斑,总共5519个耀斑,并在6-300~s时间尺度范围内寻找周期性。X级的约46\%,29% 的 M 级和 7% 的 C 级耀斑显示出 QPP 平稳的证据,遵循对数正态分布的周期在 20 秒达到峰值。发现 QPP 周期与耀斑大小无关,但发现 QPP 周期与耀斑持续时间呈正相关。没有发现 QPP 周期对全球活跃区特性的依赖性。发现 QPP 与色带特性(包括无符号磁通量、色带面积和色带分离距离)之间呈正相关。我们发现有和没有相关 CME 的耀斑都可以承载 QPP。此外,我们证明对于 X 级和 M 级耀斑,衰减阶段 QPP 在统计上比脉冲阶段 QPP 具有更长的周期。发现 QPP 周期与耀斑大小无关,但发现 QPP 周期与耀斑持续时间呈正相关。没有发现 QPP 周期对全球活跃区特性的依赖性。发现 QPP 与色带特性(包括无符号磁通量、色带面积和色带分离距离)之间呈正相关。我们发现有和没有相关 CME 的耀斑都可以承载 QPP。此外,我们证明对于 X 级和 M 级耀斑,衰减阶段 QPP 在统计上比脉冲阶段 QPP 具有更长的周期。发现 QPP 周期与耀斑大小无关,但发现 QPP 周期与耀斑持续时间呈正相关。没有发现 QPP 周期对全球活跃区特性的依赖性。发现 QPP 与色带特性(包括无符号磁通量、色带面积和色带分离距离)之间呈正相关。我们发现有和没有相关 CME 的耀斑都可以承载 QPP。此外,我们证明对于 X 级和 M 级耀斑,衰减阶段 QPP 在统计上比脉冲阶段 QPP 具有更长的周期。发现 QPP 与色带特性(包括无符号磁通量、色带面积和色带分离距离)之间呈正相关。我们发现有和没有相关 CME 的耀斑都可以承载 QPP。此外,我们证明对于 X 级和 M 级耀斑,衰减阶段 QPP 在统计上比脉冲阶段 QPP 具有更长的周期。发现 QPP 与色带特性(包括无符号磁通量、色带面积和色带分离距离)之间呈正相关。我们发现有和没有相关 CME 的耀斑都可以承载 QPP。此外,我们证明对于 X 级和 M 级耀斑,衰减阶段 QPP 在统计上比脉冲阶段 QPP 具有更长的周期。
更新日期:2020-05-26
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