A simple model for the distribution of quiet Sun magnetic field strengths
我们推导出一个一阶线性微分方程描述的磁场强度的概率密度函数的形状在安静的太阳(PDF)。模型非常简单。它认为对流运动不断供应和撤回磁结构。此外,磁放大机制将磁场强度增加到不能超过的阈值。这三个基本成分提供的PDF与磁对流的现实数值模拟产生的PDF以及从观测中推断出的安静太阳PDF非常一致。特别地,该分布近似为对数正态,并且它产生过量的磁场(即,分布中的“驼峰”)正好在最大场强之前。这个简单模型的成功可能表明,只有几个基本成分塑造了安静的Sun PDF。我们的方法提供了一个简洁的PDF参数表示,开发自动诊断方法所需的。
2006-12-11 astro-ph
Photospheric magnetic field of the Sun: two patterns of the longitudinal distribution
利用美国国家太阳观测站(Kitt Peak)1976 - 2003年的观测资料,研究了光球磁场的纵向分布,结果表明,在11年太阳活动周期的不同阶段,光球磁场的纵向分布呈现出两种相反的模式。一方面,太阳活动周期的上升阶段和最大值的日长分布不同,另一方面,下降阶段和最小值的日长分布不同,描绘了两个相对的卡林顿周期(180度)附近的最大值。和0/360 °)。因此,分布的最大值将其位置移动了180度。从一个特征周期过渡到另一个特征周期。这两个特征周期对应着太阳22年磁周期中出现的不同情况,在此过程中,全球磁场和太阳黑子群中的领先黑子的磁场都改变了它们的符号。在上升阶段和最大值(活动经度180度)。全球磁场的极性与领先黑子的极性一致,而对于下降相和最小值(活动经度0/360 °),极性相反。因此,在22年的磁周期中,观测到的活动星系的变化可能与太阳磁场的极性变化有关。
2007-12-17 astro-ph
On the Sr I 4607 A Hanle depolarization signals in the quiet Sun
利用Sr 4607 A的Hanle退偏信号估算了宁静太阳光球中的无符号磁通量和磁能。然而,Sr4607A Hanle信号对无符号通量和能量不敏感.它们只承载了光球层中小于汉勒饱和度的磁场强度所占比例的信息,对无符号通量和能量没有贡献。我们推导出磁填充因子与汉勒信号之间关系的近似表达式。当应用于现有的Hanle去极化测量时,它表明只有40%的安静太阳被强度小于60 G的磁场填充。其余60%的表面具有高于此极限的场强。这种限制将需要确定存在于安静太阳中的磁场强度的分布。
2005-04-15 astro-ph
Magnetic flux in the inter-network quiet Sun from comparison with numerical simulations
Khomenko等人估计宁静太阳的平均磁场强度为20 G。这个数字小于几个现有的估计,它来自观测到的塞曼偏振信号和磁对流数值模拟合成信号之间的比较。数值模拟需要一个人为的大磁扩散率,这涂抹出小于网格尺度的磁性结构。假设一个未解决的人工涂抹磁场的湍流级联,我们发现,他们的无符号磁通量至少是一样重要的,明确显示在模拟中。未分辨的场不产生塞曼偏振,但对无符号通量有贡献。由于Khomenko等人没有考虑它们,它们的平均磁场强度必须被视为下限。这种偏差不是特定数值模拟或谱线所特有的。当观察到的安静的Sun Zeeman信号与来自模拟的合成信号进行比较时,这是可以预期的。
2005-12-15 astro-ph
Time-Distance Modelling In A Simulated Sunspot Atmosphere
与时距测量有关的主要不确定性之一是如何解释在强磁场区域进行的观测,因为将磁场的影响与热或声速扰动隔离开来已证明是相当复杂的。解耦这些效应的一种可能方法是使用3D太阳黑子模型,周围分层,安静的太阳大气来模拟磁声射线传播,并分析所产生的射线走时扰动,这将直接解释磁场。这些人工走时扰动剖面为我们提供了几个相关但不同的观测结果:i)强表面磁场对日震射线有双重影响--增加了它们的跳跃距离,同时与它们的平静太阳对应物相比大大加快了它们的速度,ii)在模拟的太阳黑子半径上,跳跃距离和旅行时间扰动都有明显的频率依赖性,iii)这些扰动的负号和大小似乎与太阳黑子的磁场强度和倾角直接相关,iv)通过“关闭”太阳黑子内部的磁场,我们能够完全隔离观测到的旅行时间扰动的热分量,可以看出,其符号与存在磁场时所测量的符号相反,并且幅度小得多。这些结果往往表明,纯粹的热扰动是不可能的主要影响,通过太阳黑子的旅行时间和强大的,近地表磁场可能会直接和显着改变的幅度和横向范围的声速反演太阳黑子的时间距离日震学。
2008-04-17 astro-ph
The distribution of Quiet Sun magnetic field strengths from 0 to 1800 G
安静的太阳光球等离子体具有从零到1800 G的各种磁场强度。这些场强的经验表征需要概率密度函数(PDF),即,函数P(B)描述每个场强B占据的安静太阳的分数。我们展示了如何结合基于塞曼效应和汉勒效应的磁场强度测量来估计无偏P(B)。实际观测的方法的应用,提出了一套可能的PDF,概述了安静的太阳磁场的一般特征。它们的最可能场强不等于零。磁能密度是光球底部颗粒运动的动能的重要部分(大于15%或大于2 × 10^{3} erg cm^{-3})。无符号磁通密度(或平均磁场强度)必须在130 G和190 G之间。无符号通量(10%至50%)和磁能(45%至85%)的显著部分由大于500 G的场强提供,然而,其仅占据表面的一小部分(1%至10%)。在安静的太阳中,kG场的比例甚至更小,但它们很重要,原因有很多。千克磁场仍然追踪总磁场能量的重要部分,它们到达高光球层,并且它们出现在非偏振光图像中。平静的太阳光球层具有比活跃区域和网络加在一起多得多的无符号磁通量和磁能。
2005-09-09 astro-ph
Theoretical modeling of propagation of magneto-acoustic waves in magnetic regions below sunspots
本文采用二维数值模拟和程函近似方法,研究了MHD波在太阳黑子磁结构中的传播特性。我们考虑了一系列不同磁场强度的太阳黑子静磁模型,从光球层下10微米到低色球层。这些研究的目的是通过模拟次光球源激发的波来量化磁场对当地日震学测量的影响。时间-距离传播图和波的旅行时间计算模型的各种磁场强度和非磁性的情况下相比。结果清楚地表明,在太阳黑子区观测到的时距日震信号对应于快MHD波。慢MHD波形成一个明显不同的模式,在时间-距离图,这还没有被检测到的观测。数值结果与短波长(程函)近似下的解吻合较好,验证了该方法的有效性。的旅行时间的频率依赖性是在一个很好的定性协议与观测。
2008-12-10 astro-ph
The effect of cluster magnetic field on the Sunyaev Zeldovich power spectrum
在即将到来的空白天空巡天中,对Sunyaev Zeldovich(SZ)效应的精确测量需要从理论上理解SZ功率谱上具有$\ga 10%$效应的所有物理过程。通过在$l\sim 4000$上的$\sim 20%$,我们证明了观测到的星系团磁场会使SZ功率谱减小,而SZ功率谱将由Sunyaev Zeldovich阵列(SZA)和Atacama宇宙学望远镜(ACT)精确测量。在较小的规模上,这种影响更大,可能达到几倍。为了对SZ数据进行无偏解释,必须考虑这种影响。虽然磁场对SZ功率谱的影响与辐射冷却非常相似,但它可以通过多波段CMB偏振测量来测量。
2003-11-26 astro-ph
The influence of magnetic fields on the Sunyaev Zel'dovich effect in clusters of galaxies
我们研究了团内大尺度磁场对热苏尼亚耶夫-泽尔多维奇(SZ)效应的影响。在宏观方法中,我们完成了流体静力平衡方程与磁场压力分量。比较所得的质量分布与标准的,我们得到一个新的电子密度分布。对于一个球对称的集群模型,这个新的配置文件可以写为产品的标准($β$ -)配置文件和半径依赖的功能,接近统一,其中考虑到磁场强度。对于非冷却流团,我们发现,所观察到的磁场值可以减少$\sim 10%$相对于从X射线观测和$β$ -模型估计的值的SZ信号。如果团簇中存在冷却流,则磁场会减弱冷却流对SZ效应的影响。
2002-09-18 astro-ph
Comparison of transient horizontal magnetic fields in a plage region and in the quiet Sun
得到了太阳平斑区和宁静区的瞬态水平磁场(THMF)的特性,并进行了比较。利用日之出卫星上的太阳光学望远镜(SOT)对位于盘中心附近的斑区和平静区进行了大约30秒的分光偏振观测。我们选择具有净线极化(LP)高于0.22%、面积大于或等于3像素的THMF,并比较它们的出现率和磁场方位角分布。我们得到了这两个区域的磁场强度和倾角的概率密度函数(PDF),谱斑区的出现率与宁静太阳的出现率相同。谱斑区域的垂直磁通量比宁静太阳的大8倍。在任一区域中,THMF基本上没有优选取向。然而,在具有较高LP的谱斑区域中,THMF具有与谱斑区域的大尺度垂直场图案一致的优选方向。PDF表明,当我们避免了持续的大垂直通量浓度的斑区,平静的太阳和斑区之间的水平场的场强分布没有差异。的相似性的PDF和发生率在plage和安静的地区表明,由于颗粒运动的本地发电机过程可能会产生THMF整个太阳。在谱斑中更高LP的优选取向表明THMF在某种程度上受到谱斑的大尺度磁场图案的影响。
2008-12-09 astro-ph
Physical properties of the solar magnetic photosphere under the MISMA hypothesis III: sunspot at disk center
磁场和速度的小尺度波动可能是造成在所有光球磁结构中观察到的斯托克斯不对称性的原因(MISMA假说)。我们支持的假设表明,大气光学薄的微观结构再现的极化的FeI 6301 A和FeI 6302 A中观察到的太阳黑子。一万个光谱拟合模型MISMA与两个磁分量交错沿视线。结合所有的拟合,我们建立了一个半经验模型的太阳黑子的特点是两个组件具有非常不同的磁场倾角。包含大部分质量的主分量比次分量更垂直。在整个半影中,次分量的磁力线都倾斜于水平面以下。磁场线和质量流是平行的,因此,上升流和下降流都存在于半影上的任何地方。主要分量和次要分量的速度非常不同(主要分量为数百m/s,次要分量为10 km/s),但每单位时间传输的质量相似。垂直质量流和两个分量的磁通量之间的相似性表明,作为主要分量出现的磁力线可能作为次要分量返回光球。如果是这样,观察到的组件之间的磁场强度差异导致虹吸流,其大小和方向与推断的Evershed流一致。几个测试支持检索模型太阳黑子的内部一致性。磁场矢量{B}不违反{nabla {B}=0}条件。太阳黑子模型再现了观测谱线的净圆偏振,以及FeI 15648 A的异常行为。
2004-12-09 astro-ph
Does the Sun shrink with increasing magnetic activity?
它已被证明,频率的f-模式可以用来估计太阳半径的一个很好的精度。这些频率被用来研究太阳半径的时间变化,结果相互矛盾。f模式频率的变化比这些研究中假设的要复杂得多。如果进行仔细的分析,结果是没有证据表明太阳半径有任何变化。
2003-04-15 astro-ph
Concerning the existence of a 'turbulent' magnetic field in the quiet Sun
本文报道了Ti Ⅰ的α_5F-γ_5F ~* 多重态及其对研究宁静太阳光球层中“湍流”磁场的兴趣。特别是,我们认为,相当大的散射极化信号的4536线(其较低和较高的水平具有Landé因子等于零),相对于其余的线的多重态,给出了一个无处不在的,未解决的磁场的存在的直接证据。我们不能精确地确定磁场的强度,但它的存在证明了差分汉勒效应技术,这一Ti I多重态提供。
2004-08-19 astro-ph
Quiet Sun Magnetic Field Measurements Based on Lines with Hyperfine Structure
MnI线的塞曼图案对超精细结构(HFS)敏感,并且它们对hG磁场强度的响应不同于太阳磁力测量中使用的线。这一特性已被用来测量太阳宁静区的磁场强度。然而,到目前为止所应用的方法假设磁场在分辨元件中是恒定的。这个假设显然不足以描述复杂的平静太阳磁场,使测量结果产生偏差。我们提出了第一个合成的MnI线在现实安静的太阳模型大气。合成显示MnI线如何随着场强的增加而减弱。特别地,kG磁浓度产生NnI 5538圆偏振信号(斯托克斯V),其可以比弱磁场近似预测小多达两个数量级。因此,(1)从具有弱场和强场的大气中出现的极化偏向于弱场,(2)即使当磁通量和能量由kG场主导时,也显示出弱场特征的HFS特征。为了使MnI 5538的HFS特征消失,kG场的填充因子必须大于亚kG场的填充因子。根据简单余弦定律,斯托克斯V取决于磁场倾角。具有未分辨速度的大气产生不对称的线轮廓,这不能由简单的单组分模型大气再现。HFS常数的不确定性并不限制MnI线用于磁力测量。
2007-10-29 astro-ph
Magnetic field distribution in the quiet Sun: a simplified model approach
我们模拟的动力学和安静的太阳磁性元素的演变产生的概率密度函数的磁场强度与这些元素。磁场的动态模拟通过一个数值模型,其中磁性元素被动驱动的平流场呈现时空相关性,模仿的粒化和mesogranulation尺度上观察到的太阳表面。由于在磁性元件会聚的地方发生的放大过程,场强度可以增加。从一个类似三角洲的概率密度函数为中心的B=30 G,我们得到的磁场强度高达2 kG(绝对值)。为了导出磁性元件的统计特性,执行若干模拟运行。该模型能够产生kG的磁场在一个时间间隔的顺序的造粒时间尺度。在静止区,合成太阳的平均无符号通量密度和平均磁能密度分别达到100 G和350 G。推导出的磁场强度的概率密度函数从B=30 G到B=100 G迅速减小,并在B=2 kG时出现次极大值。从这个结果可以得出,磁场>700 G主导无符号通量密度和磁能密度,尽管场强的概率密度函数在B=30 G时呈现最大值。
2008-08-03 astro-ph
Formation of Moving Magnetic Features and Penumbral Magnetic Fields with Hinode/SOT
利用日出卫星上的太阳光学望远镜(SOT)观测到了运动磁特征(MMF)的矢量磁场。在这项研究中,我们专注于三个MMF与SOT的演变。我们发现,一个具有与太阳黑子相同极性的相对垂直场的磁磁动势从半影中分离出来,它围绕着出现在外半影中的颗粒。这表明,外半影的颗粒运动是造成太阳黑子解体的原因。两个与黑子极性相反的磁动势位于半影延伸出的水平磁场的外缘附近。这说明与黑子极性相反的磁磁动势是半影水平场的延伸。在光球层中,一些极性与黑子相反的磁磁动势的径向位移大于声速。
2007-09-12 astro-ph
Toroidal versus poloidal magnetic fields in Sun-like stars: a rotation threshold
从一组恒星的偏振光谱观测,我们报告的表面磁场的检测在一个样本的四个太阳型恒星,即HD 73350,HD 76151,HD 146233(18天蝎座)和HD 190771。假设观测到的偏振信号的变化是由恒星自转控制的,我们建立了我们的目标的旋转周期,其值范围从8.8 d(HD 190771)到22.7 d(HD 146233)。除了自转之外,所选天体的基本参数与太阳非常接近,这使得该样本成为研究自转对类太阳恒星磁特性的具体影响的实用基础。我们重建的大规模磁几何的目标作为一个低阶(l<10)球谐展开的表面磁场。从这组磁图中,我们得出两个主要结论。(a)大尺度磁场的磁能随旋转速率的增加而增加。色球辐射随平均磁场的增加比在太阳中观测到的要平缓。由于色球通量也对小于极化信号的磁性元素敏感,这一观察表明,随着旋转的增加,更大比例的表面磁能被储存在大尺度上。(b)而磁场主要是极向的低转速,更快速的转子主机在其表面场的大规模的环形分量。根据我们的观测,我们推断,一个低于12天的旋转周期是必要的环向磁能占主导地位的极向分量。
2008-07-10 astro-ph
The Characteristic Length Scale of the Magnetic Fluctuation in a Sunspot Penumbra: A Stochastic Polarized Radiative Transfer Approach
半影结构的特征尺寸仍然低于现代太阳望远镜目前的分辨率极限。虽然我们已经看到了一个显着的进展,在过去的几十年中的理论工作没有严格的限制,可以放置在半影结构的大小,以有利于模型与相对较大和较厚的磁通量元素,只是在或低于当前的分辨率限制,或在另一方面,集群的光学薄微结构。基于宏观二分量反演和随机介质中的偏振辐射转移方法,我们从观测到的Stokes谱估计了黑子半影区磁涨落的特征长度尺度。结果产生一个连贯的图片为整个磁中性线的半影,并表明,磁波动有一个典型的长度尺度在30公里和70公里之间。
2007-03-13 astro-ph
Bounds on the Magnetic Fields in the Radiative Zone of the Sun
我们讨论的磁场的强度上的界限,可以埋在太阳的辐射区。计算了所有寿命超过太阳年龄的轴对称环形欧姆衰减本征模的场分布和衰减时间。对太阳扁率的测量结果表明,磁场强度的范围小于~ 7 MG。一个可比的约束,预计来自分裂的太阳振荡频率的分析。双扩散不稳定性的理论分析也得到了类似的界限。因此,在目前的灵敏度水平上,扁率测量预计不能测量环向场的贡献。
2002-11-16 astro-ph hep-ph
Constraining the neutrino magnetic moment with anti-neutrinos from the Sun
讨论了不同太阳中微子数据对中微子转换的自旋-味道-旋进机制的影响。我们发现,虽然详细的太阳能率和光谱允许SFP解决方案作为一个子领先的影响,最近的KamLAND约束太阳反中微子通量的地方更强的约束,这种机制。此外,我们表明,对于太阳内部的随机磁场的情况下,得到了一个更严格的约束中微子磁矩下降到μ_ν \times几\times 10^{-12}μ_B的水平,类似于从恒星冷却得到的边界。
2004-06-06 astro-ph hep-ph