Study of the modified milne-eddington approximation

Abstract

[eng] The electromagnetic radiation that comes from the Sun can be described by radiative transfer through four equations that govern the evolution of the Stokes vector, which fully characterizes the radiation beam. Solar spectral lines contain relevant information about the region where they are formed, by means of the atomic processes of excitation and deexcitation of energy levels. The modified Milne-Eddington approximation (mME) is a scheme which can successfully reproduce some of the characteristic lines from the solar chromosphere. In this thesis the mME is analyzed through its application to observational data from the Ca II line at 854.2 nm, performing curve fittings using the Python library lmfit. The results are used to infer the magnetic field and other parameters. The magnetic field inferences are compared to the ones given by the Weak-Field Approximation (WFA). The latter comparison in conjunction with the successful curve fits suggests that the mME is a satisfactory solution of the radiative transfer equation (RTE) as it reproduces the mentioned chromospheric spectral line. Some aspects of this approximation are also discussed. La radiación electromagnética que proviene del Sol se puede describir con transporte radiativo a través de cuatro ecuaciones que rigen la evolución del vector de Stokes, el cual caracteriza completamente el haz de radiación. Las líneas espectrales solares contienen información relevante sobre la región donde se forman, esto de acuerdo con los procesos atómicos de excitación y desexcitación de los niveles de energía. La aproximación de Milne-Eddington modificada (AMEm) es un esquema que puede reproducir con éxito algunas de las líneas características de la cromosfera solar. En esta tesis se analiza la AMEm mediante su aplicación a datos observacionales de la línea Ca II a 854.2 nm, realizando ajustes de curvas utilizando la librería lmfit de Python. Los resultados se utilizan para inferir el campo magnético y otros parámetros. Las inferencias del campo magnético se comparan con las dadas por la Aproximación de Campo Débil (ACD). Esta última comparación, junto con los ajustes de curvas exitosos, sugiere que la AMEm es una solución satisfactoria de la ecuación de transporte radiativo (ETR) al momento de reproducir la línea espectral cromosférica mencionada. También se discuten algunos aspectos de esta aproximación. La radiació electromagnètica que prové del Sol es pot descriure amb transport radiatiu a través de quatre equacions que regeixen l'evolució del vector de Stokes, el qual descriu completament el raig de radiació. Les línies espectrals solars contenen informació rellevant sobre la regió on es formen, això d'acord amb els processos atòmics d'excitació i desexcitació dels nivells d'energia. L'aproximació de Milne-Eddington modificada (AMEm) és un esquema que pot reproduir amb èxit algunes de les línies característiques de la cromosfera solar. En aquesta tesi s'analitza la AMEm a través de la seva aplicació a dades observacionals de la línia Ca II a 854.2 nm, realitzant ajustos de corbes utilitzant la llibreria lmfit de Python. Els resultats s'utilitzen per inferir el camp magnètic i altres paràmetres. Les inferències del camp magnètic es comparen amb les donades per l'Aproximació de Camp Dèbil (ACD). Aquesta última comparació, juntament amb els ajustos de corbes exitosos, suggereix que l'AMEm és una solució satisfactòria de l'equació de transport radiatiu (ETR) en el moment de 5 reproduir la línia espectral cromosfèrica esmentada. També es discuteixen alguns aspectes d'aquesta aproximació