Analisi spettropolarimetriche delle linee fotosferiche e cromosferiche acquisite durante brillamenti solari.

In this PhD thesis, I investigate the complex dynamics of solar flares, with a focus on the X1.6 flare that occurred in active region NOAA 12192 on October 22, 2014. Using data from the Interferometric Bidimensional Spectropolarimeter (IBIS), I studied the full Stokes profiles of the \ion{Fe}{1} 617.3~nm and \ion{Ca}{2} 854.2~nm spectral lines, analyzing the temporal and spatial evolution of key physical parameters in the solar atmosphere, such as magnetic field strength, temperature, and velocity fields. I employed a combination of the Weak-Field Approximation (WFA) and the STockholm inversion Code (STiC) to study the evolution of the longitudinal magnetic field during the flare, focusing on the temporal variation of the line-of-sight (LOS) magnetic field. Variations in the magnetic field or opacity along the flare ribbon were observed, particularly within the first three minutes of observations following the flare peak, during the tail end of the impulsive phase. Subsequently, I used the Departure coefficient aided Stokes Inversion based on Response functions (DeSIRe) code to comprehensively analyze the solar atmosphere response to the flare by performing inversions of the entire field of view (FoV) observed by IBIS. My findings reveal significant temperature enhancements and strong upflows in the chromospheric flare ribbon area immediately following the flare peak, indicating the outward movement of hot material. These effects gradually decrease in both intensity and spatial extent, marking a steady decline in flare activity without significant restructuring in the lower atmospheric layers. This analysis extends previous work by providing new insights into the inferred magnetic field configuration and the thermal parameters (temperature and velocity) in the chromosphere during flares, using different spectral lines for a more detailed understanding. To further advance the understanding of active region (AR) emergence and evolution, I incorporated high-resolution spectroscopic and spectropolarimetric observations from the GREGOR solar telescope obtained on August 5, 2023. These observations were analyzed using the HAZEL code to infer the magnetic field and the line-of-sight velocity configuration in the chromosphere during flare events, providing preliminary insights. I am confident that this study might advance our knowledge of solar flare mechanisms by offering a comprehensive analysis of the evolution of atmospheric conditions during and after flares. The use of sophisticated inversion techniques provides indeed a deeper and more precise understanding of flare evolution.

In questa tesi di dottorato, ho indagato le dinamiche complesse dei brillamenti (flare) solari, concentrandomi in particolare sul brillamento di classe X1.6 avvenuto nella regione attiva NOAA 12192 il 22 ottobre 2014. Utilizzando i dati dell'Interferometric Bidimensional Spectropolarimeter (IBIS), ho studiato i profili completi di Stokes delle linee spettrali Fe I 617,3 nm e Ca II 854,2 nm, analizzando l'evoluzione temporale e spaziale di parametri fisici chiave nell'atmosfera solare, come l'intensità del campo magnetico, la temperatura e i campi di velocità. Ho utilizzato una combinazione dell'Approssimazione del Campo Debole (Weak-Field Approximation, WFA) e del codice di inversione STockholm (STiC) per studiare l'evoluzione del campo magnetico longitudinale durante il flare, concentrandomi sulla variazione temporale del campo magnetico lungo la linea di vista. Durante i primi tre minuti di osservazione successivi al picco del flare, nella fase finale dell’impulso, sono state osservate variazioni nel campo magnetico o nell’opacità lungo il ribbon del flare. Successivamente, ho applicato il codice di inversione DeSIRe (Departure coefficient aided Stokes Inversion based on Response functions) per analizzare in modo approfondito la risposta dell'atmosfera solare al flare, eseguendo inversioni sull'intero campo di vista osservato da IBIS. I risultati mostrano significativi aumenti di temperatura e forti moti ascensionali nella zona del ribbon cromosferico del flare immediatamente dopo il picco del fenomeno, indicando il movimento verso l'esterno di materiale caldo. Tali effetti si riducono gradualmente sia in intensità sia in estensione spaziale, segnando un declino costante dell'attività del flare senza ristrutturazioni significative negli strati inferiori dell'atmosfera. Questa analisi amplia gli studi precedenti fornendo nuove informazioni sulla configurazione del campo magnetico e sui parametri termici (temperatura e velocità) nella cromosfera durante i flare, utilizzando diverse linee spettrali per una comprensione più dettagliata. Per approfondire ulteriormente la comprensione dell'emersione e dell'evoluzione delle regioni attive (AR), ho integrato osservazioni spettroscopiche e spettropolarimetriche ad alta risoluzione del telescopio solare GREGOR, effettuate il 5 agosto 2023. Queste osservazioni sono state analizzate utilizzando il codice HAZEL per dedurre la configurazione del campo magnetico e della velocità lungo la linea di vista nella cromosfera durante eventi di flare, fornendo informazioni preliminari.