Helioseismology and solar neutrinos
日震学提供了关于太阳内部声速和密度的非常精确的信息。结果通常非常接近标准太阳模型的特性。由于太阳振荡频率不能提供有关温度和成分的直接信息,日震结果不能完全排除预测和测量太阳中微子通量之间差异的天体物理解决方案。然而,这样的解决方案似乎相当令人难以置信。
1997-02-11 astro-ph
Solar opacity, neutrino signals and helioseismology
关于最近Tsytovich等人提出的太阳核心的不透明度可能被高估的建议,我们考虑了以下问题:i)不透明度降低10%对太阳中微子之谜意味着什么?ii)有没有希望通过改变不透明度来解决太阳中微子之谜?(三)不透明度降低10%是否可以用日震学数据检验?
1996-05-24 astro-ph
What does helioseismology tell us about solar cycle related structural changes in the Sun?
太阳振荡频率随太阳活动而变化。频率的变化可以用来研究太阳结构的时间变化。我们讨论了太阳结构随时间的变化与日震数据覆盖过去六年的约束。频率的变化似乎是由近地表层的变化,而不是由更深层的结构的变化占主导地位。
2002-05-03 astro-ph
Can Recently Derived Solar Photospheric Abundances Be Consistent with Helioseismology?
最近的太阳丰度分析(Asplund等人,2004年; Lodders,2003年)向下修正了C、N、O、Ne和Ar的丰度,使太阳光球层Z/X降低到0.017,Z降低到~0.013。太阳能模型的标准不透明度和扩散处理,使用这些新的丰度得到较差的协议与日震推断声速剖面,对流区氦丰度,对流区深度。在这里,我们提出了日震结果与这些减少光球丰度的演变太阳模型,尝试不同的扩散处理。我们比较模型的结果没有扩散,增强热扩散,和增强扩散的C,N,O,Ne,和Mg只。我们发现,虽然这些模型中的每一个都提供了一些改进,与新的丰度和标准物理学演变的太阳模型相比,没有一个恢复与使用早期丰度获得的日震学的良好一致,例如,Grevesse & Sauval(1998).我们建议,不透明度增加约20%的对流区以下的条件下,或吸积的低Z材料在表面的太阳到达的主要序列的可能性,应调查恢复协议。此外,应重新考虑新的丰度测定结果,因为如果这些结果是正确的,将很难使太阳模型与日震结果相一致。
2005-01-25 astro-ph
Limits on the proton-proton reaction cross-section from helioseismology
太阳振荡频率的初级反演与热平衡方程和其他输入物理相结合,使我们能够推断太阳内部的温度和氢丰度分布。这些配置文件还有助于设置与精确测量的振荡频率数据一致的输入物理约束。导出了质子-质子核反应截面的日震极限与太阳核中重元素丰度的函数关系。我们证明,这是不可能的推断重元素丰度的配置文件,除了温度和氢丰度的配置文件,与日震的限制。
1999-06-01 astro-ph
Local Mixing near the Solar Core, Neutrino Fluxes and Helioseismology
我们已经计算了类似于Richard,Vauclair,Charbonnel,Dziembowski(1996)中发表的太阳模型,在这些模型中我们加入了太阳核附近的局部混合以减少中微子的产生。结果表明,中微子通量减少预期(虽然不足以解释观测值),但所获得的模型是不兼容的日震模式的反演。我们专门测试了Morel和Schatzman(1996)提出的参数化混合。由此产生的太阳能模型与地震模型相差甚远,因此是不现实的。
1997-01-14 astro-ph
Rotation of the solar convection zone from helioseismology
日震学提供了关于太阳内部旋转的非常详细的推论。在对流区内,自转速率大致与表面差异自转中的纬向变化相同。对流区的自转表现为纬向流,即自转速度稍快或稍慢的区域,在对流区的大部分深度上延伸,并随着太阳活动周期的进展而向赤道汇聚。此外,有一些证据表明,在赤道附近的对流区底部的旋转准周期性变化,周期约为1.3年。
2006-10-31 astro-ph
New solar opacities, abundances, helioseismology, and neutrino fluxes
我们构建太阳模型与新计算的辐射不透明度从不透明度项目(OP)和最近确定的(较低)重元素丰度。我们比较新模型的结果与一系列模型的预测,使用OPAL辐射不透明度,旧的测定的表面重元素丰度,和改进的核反应率。对于我们所考虑的所有变化,Asplund等人(2005)所主张的新的和较低的重元素丰度构建的太阳模型与太阳对流区深度,表面氦成分,内部声速和密度分布的日震测定的估计测量误差的差异要大得多。用新的OP辐射不透明度,在9%的实验不确定度和16%的理论不确定度下,用较老和较大的重元素丰度(或较新和较低的重元素丰度)计算的8B中微子通量与萨德伯里中微子天文台测量的总中微子通量之比为1.09(0.87),误差为1 σ。
2005-01-19 astro-ph
Helioseismology and standard solar models
我们提出了一个系统的分析,在日震学确定的太阳结构特征的数量的不确定性。我们讨论了误差对测量频率的影响,剩余的太阳模型依赖性和反演方法的不确定性。我们发现Y_{ph} =0.238-0.259,$R_b/R_\odot=0.708-0.714$和$ρ_b=(0.185-0.199)$ gr/cm ^3(指数b表示对流包层的底部)。在间隔$0.2<R/R_\odot<0.65$中,用$\pm 5$ \permille或更好的精度确定量U=P/ρ。最近的几个太阳模型计算的预测与日震学的结果进行了比较。
1996-12-05 astro-ph
The implications for helioseismology of experimental uncertainties in Newton's constant
不同实验之间G的实验不确定性对日震学有重要意义。我们表明,这些不确定性的标准太阳模型导致的范围内的核区域的声速的平方值高达0.15%,高于倒置日震声速。虽然较低的G值是标准模型的首选,但任何明确的预测都被文献中可用的太阳能模型的不确定性所掩盖。然而,未来改进的日震学的精度为1 E-3到1 E-4的声速平方,特别是与8B太阳中微子通量的精确测量相结合,应该能够独立地测试这些G的实验值。
2002-07-06 astro-ph
Comparative Analysis of GALLEX-GNO Solar Neutrino Data and SOHO/MDI Helioseismology Data; Further Evidence for Rotational Modulation of the Solar Neutrino Flux
我们进行了比较分析的GALLEX-GNO太阳中微子数据和估计的太阳内自转速率来自MDI日震实验的SOHO航天器。我们引入了一个统计,我们评估作为半径和纬度的函数,这是一个衡量的中微子流量和会合太阳旋转速率在该半径和纬度的振荡的“共振”的程度。这一统计数据的地图表明,可能的位置是在赤道附近的对流区深处。我们还研究了积分的对流区的赤道部分,这个统计。这提供了一个测量的可能性,太阳中微子通量的变化,如测量的GALLEX-GNO数据,有其起源在赤道部分的对流区。我们应用随机测试,在运行之间随机重新分配测量值,以估计从实际数据计算的统计值的显著性。该检验意味着结果在0.2%水平下具有显著性。为了比较,当我们对辐射区重复这种分析时,我们发现积分共振统计并不显著。这些结果支持了早期的太阳中微子通量旋转调制的证据。
2001-03-10 astro-ph
Peaks and Troughs in Helioseismology: The Power Spectrum of Solar Oscillations
我提出了一个匹配波渐近分析的驱动太阳振荡的一般本地化源。分析提供了一个简单的数学描述的不对称峰的功率谱中的本征模和槽的光谱响应的相对位置。有人建议,测量的相位函数之间的模式和槽的频谱的差异将提供一个关键的诊断源的振荡。我还提出了一种形式的非对称线轮廓用于拟合太阳能谱。最后,我提出了振荡的数值和渐近描述之间的比较。数值结果证实了渐近分析所建议的定性特征,但表明数值计算的槽的位置将是必要的定量比较与观测。
1998-04-15 astro-ph
Helioseismology, solar models and neutrino fluxes
我们提出了我们的结果,系统分析日震太阳结构和中微子生产的影响。我们发现Y $_{ph}=0.238-0.259$、$R_b/R_\odot=0.708-0.714$和$ρ_b=(0.185-0.199)$ gr/cm $^3$。在间隔$0.2<R/R_\odot<0.65$中,用$\pm 5$测定$U=P/ρ$的量,其准确度为\permille ~或更好。在太阳的中心,仍然有一个显著的准确性,$ΔU/U <4%$。我们比较了最近的太阳模型(标准和非标准)与日震结果的预测。通过构造日震约束太阳模型,得到太阳中心温度为$T=1.58 \times 10^7$ K,保守估计精度为1.4%,从而证明中微子通量的主要不确定性是由核截面引起的,而不是由太阳输入引起的。
1997-12-13 astro-ph
Helioseismology, Neutrinos and Radiative Zones
在过去的二十年里,两个不同的独立探测器对太阳内部进行了仔细的研究,对太阳模型进行了重要的修订,包括最近的重元素丰度修订。今天,我们得到了太阳(恒星)辐射带的定量一致的图像(甚至是不完整的)。在这篇综述中,我们回顾了太阳引力沉降的线索,明确建立了地震测定光球氦含量。我们还评论需要在辐射和对流之间的过渡区的情况下,太阳和人口II星的混合。最后,我们列出了悬而未决的问题和重要性,继续更精确的调查太阳(恒星)辐射区在检测重力模式的项目DynaMICS。
2005-10-31 astro-ph
Helioseismology and the solar age
Guenther & Demarque(1997)和Weiss & Schlattl(1998)最近重新研究了利用日震学测量太阳年龄的问题。这两项工作导致不同的最佳值的$t_{\rm seis}$和不同的评估的不确定度。我们表明,根据地震数据的使用方式,可以获得值$t_{\rm seis}\approx 4.6$ Gy,接近最古老的陨石的年龄,$t_{\rm met}=4.57$ Gy,如在第一篇论文中,或在5 Gy以上,如在第二篇论文中。太阳年龄的地震估计中的差异可以通过假设高于标准金属丰度和/或向上修正太阳辐射内部的不透明度来消除。我们认为,最准确和可靠的太阳年龄地震测量是小频率分离,$D_{\ell,n}=ν_{l,n}-ν_{\ell+1,n-1}$,对于球谐度$\ell=0,2$和径向阶数$n\gg\ell$。通过模型和太阳小间隔之间的平方差之和最小化推断的地震年龄为$t_{\rm seis}=4.66\pm0.11$,一个数字与陨石数据一致。我们的分析支持早期的建议,使用小频率分离作为恒星年龄指标。
1998-09-28 astro-ph
Helioseismology and p+p $\to$ d + e$^+$ + $ν_e$ in the sun
Oberhummer等人利用核子-核子相互作用的唯象场论,发现p+p $\to$ d + e $^+$ + $ν_e$的截面约为标准太阳模型计算中采用的势方法所给出的截面的2.9倍。我们发现,太阳模型与$S=2.9 S_{SSM}$是不一致的日震数据,模型预测和日震测定之间的差异通常是一个因素10大于估计的不确定性。我们还表明,根据日震学,$\Sppzero$不能不同于$S_{SSM}$超过15%。
1997-07-11 astro-ph
Constraints on stellar interior physics from helioseismology
观测到的太阳振荡频率的丰富性和非常高的精度对太阳内部的结构提供了严格的约束,因此对太阳模型计算的假设也有严格的约束。这允许使用太阳作为实验室来研究恒星内部的物理。重要的例子是对流区状态方程的研究,以及太阳内部引力沉降重要性的有力证据。另一方面,研究其他恒星的重要性也得到了强调:例如,对流核只能在质量更大的恒星中进行研究,而在温度低于10^6 K时计算出的不透明度的大幅增加(双模造父变星的研究令人信服地证实了这一点)对太阳模型没有影响。
1997-02-11 astro-ph
Solar Core Homology, Solar Neutrinos and Helioseismology
精确的数值标准太阳模型(SSM)现在彼此一致,并与对流和外辐射区的日震观测。然而,这些模型模糊了光度、中微子产生和g模式核心日震学如何依赖于不透明度和核截面等输入。虽然太阳不是同源的,但它的内核本身是化学演化的,几乎是同源的,因为它的紧凑性,辐射能量传输和ppI主导的光度产生。我们应用光度固定的同源变换的核心估计SSM的理论不确定性,并获得广泛的一类非SSM,参数化的中心温度和密度和纯粹的辐射能量传输的核心。
2000-12-08 astro-ph hep-ph
Solar abundances and helioseismology: fine structure spacings and separation ratios of low-degree p modes
我们使用了伯明翰太阳振荡网络(BiSON)收集的4752天的数据来确定探测太阳核心的声学低阶模式的非常精确的振荡频率。我们将这些数据与不同太阳模型的精细(小频率)间距和频率分离比进行了比较。我们发现,低金属丰度的模型与观测结果不一致。这些结果为降低中微子通量的理论不确定性提供了有力的支持。由于对太阳丰度的争议,最近提出了这些不确定性。
2006-10-02 astro-ph hep-th
Subsurface magnetic fields from helioseismology
利用全球p模的偶阶频率分裂系数,可以推断太阳内部的磁场是径向距离和纬度的函数。使用龚和MDI数据得到的结果进行了讨论。虽然在对流区有一些可能存在磁场的信号,但几乎没有证据表明太阳内部的磁场存在任何时间变化。最后讨论了太阳核中可能存在的磁场的极限。一般认为,太阳发电机位于速跃层区。地震研究表明,虽然速跃层的性质存在明显的纬向变化,但速跃层在时间上没有明显的变化,有证据表明,这种纬向变化不是连续的,它可能由两部分组成。
2002-08-19 astro-ph
Helioseismology and Beryllium neutrino
利用日震数据、Superkamiokande测量的B中微子通量和标准太阳模型(SSM)计算的太阳中心氢丰度,导出了无振荡情况下地球上B中微子通量的下限值$Φ(Be)_{min} = 1\cdot 10^9 cm^{-2} s^{-1}$.我们强调,这种丰度是获得$Φ(Be)_{min}$所需的SSM的唯一结果。我们还推导出镓信号$G_{min}=(91 \pm 3) $ SNU和氯信号$C_{min}=(3.24\pm 0.14)$ SNU的下限,其约为$3σ$,高于其相应的实验值$G_{exp}= (72\pm 6)$ SNU和$C_{exp}= (2.56\pm 0.22) $ SNU。
1999-04-06 astro-ph
Our Sun. V. A Bright Young Sun Consistent with Helioseismology and Warm Temperatures on Ancient Earth and Mars
早期地球和火星所需的相对温暖的温度很难通过温室气体变暖来解释。我们测试了这个问题是否可以通过一个比标准太阳模型预测的更亮的年轻太阳来解决地球和火星的问题。我们计算了高精度的太阳演化模型,初始质量略有增加,M_i = 1.01至1.07 M_sun;对于每种质量,我们考虑了三种不同的质量损失情况。然后,我们测试了这些模型是否与当前的高精度日震观测相一致。在这些模型中,相对温和的质量损失率与年轻恒星的观测极限和从月球岩石中获得的过去太阳风的估计是一致的,并没有显着影响太阳锂耗尽。对于适当的初始质量,所有三种质量损失方案都能够产生3.8 Gyr前的太阳通量,足以与古代火星上的水相一致。我们发现,我们所有的质量损失的太阳模型是一致的日震观测。早期太阳质量损失百分之几确实在太阳的内部结构上留下了一个小指纹。然而,日震学要显著限制早期太阳质量损失,需要更高的观测太阳参数和输入物理的准确度,即观测太阳表面成分的准确度约为3,太阳内部不透明度、pp核反应速率和重力沉降扩散常数的准确度约为2。
2002-10-05 astro-ph
Validation of Time-Distance Helioseismology by Use of Realistic Simulations of Solar Convection
太阳对流的现实模拟的最新进展给了我们一个前所未有的机会,以评估太阳内部结构的鲁棒性和动力学方法获得的本地日震。我们目前的测试结果的时间-距离的方法,使用现实的模拟。通过计算不同深度的模拟数据的声波传播时间和距离的关系,我们证实了声波传播到内部,然后返回光球。这表明,在数值模拟中的声波(p模式)的属性是类似的太阳条件,这些属性可以通过时间距离技术进行分析。对于表面的重力波(f-模式),我们计算扰动的旅行时间,所造成的本地化的下沉气流,并证明这些扰动的空间模式(代表所谓的灵敏度内核)是类似的模式从真正的太阳,显示特征的双曲线结构。然后,我们测试的时间-距离测量和反演计算声传播时间从一系列的垂直速度在光球的模拟数据,并推断出一个平均的三维流场进行反演的射线近似的基础上。反演的水平流场与模拟数据在地下3 μ m深的区域吻合得很好,但在更深的区域则有所不同。由于水平发散和向下流动之间的串扰效应,反演的垂直速度与模拟数据集的平均对流速度显著不同。
2006-12-19 astro-ph
Local helioseismology and correlation tracking analysis of surface structures in realistic simulations of solar convection
我们应用时距日震学,局部相关跟踪和傅立叶时空滤波方法,以现实的超颗粒尺度模拟太阳对流和高分辨率观测SOHO迈克尔逊多普勒成像仪(MDI)的结果进行比较。我们的目标是调查地表和次地表对流结构和测试日震测量。计算域的大小和网格足以解决从颗粒到超颗粒的各种对流尺度。对于大于颗粒的尺度,空间速度谱近似为幂律,随着尺度的增大,速度幅值不断减小。除了颗粒化之外,没有特殊的尺度存在,尽管在超颗粒化尺度下可以看到功率的小增强。我们计算了f模和p模的时距图,并表明它与SOHO/MDI观测结果是一致的。从模拟数据中,我们计算出表面重力波(f-模式)的走时图。我们也将相关追踪应用于模拟的光球层垂直速度,以计算对应的水平流。我们将这两者与实际的大规模(过滤)模拟速度进行比较。这三种方法都揭示了相似的大尺度对流模式,并提供了时间-距离方法的初步测试。
2007-01-31 astro-ph
Helioseismology
在太阳表面探测到的振荡为研究恒星内部性质提供了独特的可能性。通过重大的观测努力,包括从空间进行广泛的观测,以及开发用于分析和解释数据的先进工具,我们已经能够相当准确地推断太阳内部的大尺度结构和旋转,我们开始获得关于太阳黑子区域复杂的地下结构和动态的信息,它主导着太阳大气层内外的磁场活动。结果提供了一个详细的测试恒星的结构和演化的建模,因此在模型中假设的物质的物理性质。这样,在其他科学分支中使用恒星模型的基础就大大加强了;一个重要的例子是使用太阳中微子的观测来限制中微子的性质。
2002-07-18 astro-ph
Our Sun. IV. The Standard Model and Helioseismology: Consequences of Uncertainties in Input Physics and in Observed Solar Parameters
日震学为探索太阳内部深处提供了一个强大的工具:例如,绝热声速可以以万分之几的精度推断出来。这已经成为对太阳理论模型的严重挑战。因此,我们已经进行了一个自洽的,系统的研究来源的不确定性,在标准的太阳能模型,这必须理解之前,日震观测可以作为理论的约束。我们发现太阳内部声速的最大不确定性,即3/1000,来自于观测到的光球元素丰度的不确定性; 1/1000的不确定性来自(1)OPAL不透明度的4%的不确定性,(2)基本PP核反应速率的5%的不确定性,(3)氦的重力沉降扩散常数的15%的不确定性;(4)重元素扩散常数的50%的不确定性。(其他研究者已经表明,类似的不确定性来自内部状态方程和旋转诱导的湍流混合中的不确定性。)预测的主序前太阳锂耗尽是一个数量级为20的因素(一个数量级大于早期模型预测的,忽略了重力沉降和使用旧的不透明),是不确定的因素2。对于Cl-37实验和Ga-71实验,预测的中微子俘获率分别有30%和3%的不确定性(不包括俘获截面的不确定性),而B-8中微子通量的不确定性为30%。
2002-10-04 astro-ph
Helioseismology and screening of nuclear reactions in the Sun
我们表明,模型筛选的核反应在太阳可以通过日震学进行测试。众所周知,使用弱屏蔽因子的太阳模型与数据一致。我们发现,太阳模型计算的反屏蔽因素的Tsytovitch是不一致的日震学,无论是声速剖面和对流包络的深度。此外,无屏蔽和弱屏蔽模型之间的差异与日震不确定性相比是显着的。换句话说,屏蔽的存在可以通过日震学来证明。
2000-11-06 astro-ph hep-ph
Forward modelling of sub-photospheric flows for time-distance helioseismology
本文用局部日震学的方法,介绍和分析了在一个实际的太阳次光球层中声波传播的正演模拟结果,其中有两种稳定的水平流。模拟是基于完全可压缩的理想流体动力学模型在笛卡尔网格。初始模型的特点是太阳能密度和压力分层取自标准模型S和调整,以抑制对流不稳定。声波是由位于太阳可见表面深度以下的非谐波源激发的。对流速与深度线性和高斯相关的水平相干流进行了数值试验。这些流场可以模拟太阳黑子周围等离子体的水平运动、差异旋转或经向环流。从模拟的旅行时间差的速度剖面的反演进行。反演是基于射线近似。将反演结果与原始速度剖面进行了比较。本文分析了定常流对太阳内部声波传播的影响。此外,我们提出了一种方法来获得传播的波在光球太阳区域与水平流的走时差。该方法直接利用波在背景流中传播和在背景流中传播的走时图之间的差异。分析表明,基于射线近似的反演得到的流速剖面与原始的流速剖面不同。与射线理论相比,它们之间的差异是由于波包沿着具有有限范围的射线束传播,从而到达亚光球层的更深区域。
2007-03-05 astro-ph
Constraints on proton-proton fusion from helioseismology
质子-质子($pp$)融合横截面在太阳模型的核心发现是不受约束的实验,只依赖于理论计算。有效场论提供了一个机会,以限制$pp$截面实验,然而,这种方法是复杂的形式的一个未知参数$L_{1,A}$的双核子效应的外观。我们提出了一种方法来约束$L_{1,A}$使用标准太阳模型和日震学。使用该方法,我们确定了$L_{1,A}$ = 7.0 fm $^{3}$的值,范围为1.6至12.4 fm $^{3}$。这些结果与$L_{1,A} \approx$ 6 fm $^{3}$的理论估计值一致。
2002-07-03 astro-ph nucl-th
Prospects for helio- and asteroseismology
近年来,日震学和星震学取得了重大进展。在日震学中,大部分活动都是在当地的日震学中进行的。然而,最近对太阳表面丰度的修订,以及在协调太阳模型与日震推论方面所产生的问题,导致太阳模型和全球日震学重新活跃起来。有趣的是,虽然也许不是令人信服的,证据已经发现太阳g模式的观测与SOHO航天器上的GOLF仪器。已经从地面观测以及WIRE和MOST卫星获得了广泛的星震结果,预期即将发射的CoRoT卫星以及几年后的开普勒飞行任务也会带来很多结果。与此同时,恒星模型正在扩大,以考虑到流体动力学效应,而大规模流体动力学计算正在提供越来越现实的模拟这些影响。这些活动的结果无疑将是对恒星内部性质和恒星演化的更好理解,以及对恒星极端条件下物质物理学的更深入了解。
2006-10-20 astro-ph
solarFLAG hare and hounds: estimation of p-mode frequencies from Sun-as-star helioseismology data
我们报告的结果,最新的solarFLAG野兔和猎犬练习,这是关注的测试方法,从太阳作为一个明星的观测收集的数据中提取的低度太阳p模式的频率。我们已经使用了新的solarFLAG模拟器,其中包括相关模式的激励和背景噪声的相关性的影响,使人工时间序列数据,模仿多普勒速度观测太阳作为一个明星。这种相关性导致了频率功率谱中模峰的不对称性。该小组的10名成员(猎犬)将他们的“峰值装袋”代码应用于3456天的数据集,并将估计的模式频率返回给兔子(WJC)进行比较。结果的分析表明,在约1.8兆赫以上的模式的估计频率的系统偏差。偏差是负的,这意味着估计的频率系统地低估了输入频率。我们确定了两个源,是占主导地位的贡献的频率偏置。这两种来源都涉及未能准确地模拟所拟合的频率功率谱的部分(窗口)中观测到的功率谱密度的细微方面。偏差的一个来源是未能考虑到来自所有那些频率位于拟合窗口之外的模式的功率谱密度。另一个来源是由于没有考虑到弱l=4和5模的功率谱密度,这在太阳作为恒星的分析中经常被忽略。太阳作为一颗星的峰值装袋码需要考虑到这两个来源,否则频率可能会有偏差。
2008-07-07 astro-ph
Helioseismology as a New Constraint on SUSY Dark Matter
利用日震学的新结果,可以在恒星演化理论的框架内检验太阳邻域中是否存在暗物质。如果弱相互作用的大质量粒子在太阳中心聚集,它们可以提供一种额外的机制来转移太阳核心的能量。这些粒子的存在会使太阳的局部光度产生0.1%的变化,这是现在太阳地震实验所能达到的。我们发现,典型的WIMP质量为60 GeV,湮灭截面为10^{-32} cm ^3/sec,标量散射相互作用在10^{-36} cm ^2和10^{-41} cm ^2之间,这个范围的下限是DAMA直接探测实验所建议的,将太阳核内声速平方的径向分布修正0.1%。这一变化水平受到最近日震学结果的强烈制约。更大质量的WIMP对太阳核心温度分布的影响要小得多。然而,未来的日震学实验有可能探索大部分,如果不是全部,WIMP参数空间访问当前和计划的直接检测实验。
2001-11-28 astro-ph hep-ph
Comparison of large-scale flows on the Sun measured by time-distance helioseismology and local correlation tracking technique
我们提出了两种不同的技术之间的直接比较时距日震学和当地的相关跟踪方法测量质量流在太阳光球和近地层:我们将这两种方法应用到同一个数据集(MDI高节奏多普勒覆盖几乎整个卡林顿旋转1974年),并比较了结果。我们发现,经过必要的修正后,这些技术得到的矢量流场是非常相似的。对应矢量方向的中位差为24度,平均纬向流和纬向流结果的相关系数分别为0.98和0.88。最大的差异被发现在小速度的计算向量的不准确性发挥了重要作用的地区。这两种方法的良好一致性增加了对由它们获得的大尺度天气图的可靠性的信心。
2007-01-25 astro-ph
Solar neutrinos as highlight of astroparticle physics
根据日震学的新资料和最新进展讨论了太阳中微子。最受关注的是标准太阳模型的新地位,由于地震测量的密度和声速在太阳内核。本文讨论了太阳中微子问题的基本粒子解及其观测特征。
1997-10-13 astro-ph
Low abundances of heavy elements in the solar outer layers: comparisons of solar models with helioseismic inversions
最近对太阳光球丰度的分析表明,与以前的测定相比,金属丰度大大减少。太阳能模型计算与标准的不透明度和扩散过程,使用这些新的丰度给出了较差的协议与日震反演的声速剖面,表面氦丰度,对流区深度。我们试图获得一个很好的协议日震反演和太阳模型,目前的“老”的混合物在内部和新的化学成分在对流区。为了达到这个结果,我们假设在主序的开始有一个金属下的吸积。我们计算太阳能模型与图卢兹-日内瓦演化代码,在其中我们模拟了在主序列的早期阶段的金属下吸积,以获得新的混合物的外对流区。我们比较的声速剖面,对流区深度,和表面氦丰度与日震学推断。与吸积,但没有任何混合过程的模型是在更好地符合日震学比太阳模型与新的丰度。然而,在对流区下有一个峰值,达到3.4%。此外,对流区深度和表面氦丰度太低。在对流区下方引入下冲使我们能够恢复良好的对流区半径,并且添加旋转诱导的混合和速跃层使我们能够调和表面氦丰度。但无论如何,声速剖面与日震推断的一致性比用旧丰度得到的要差。
2006-12-13 astro-ph
Sensitivity of low degree oscillations to the change in solar abundances
上下文最近确定的太阳化学成分,使用随时间变化的三维流体动力学模型的太阳大气,表现出显着减少的C,N,O丰度相比,他们以前的值。使用这些新丰度的太阳模型与声速剖面、表面氦丰度和对流区深度的日震测定不一致。目标。我们研究了太阳丰度变化对太阳核的强约束的低阶p模和g模特性的影响。我们特别考虑在新的太阳混合物中氖丰度的增加,以减少使用新丰度和日震学的模型之间的差异。方法. GOLF仪器对太阳频率的观测测定被用来检验用不同化学成分计算的太阳模型。我们认为,特别是归一化的小频率间距在低度p模式的频率范围。结果低阶小频率间隔对重元素丰度的变化非常敏感,特别是氖。我们表明,通过考虑所有的地震的限制,包括小的频率间隔,一个相当大的增加氖丰度约(0.5 +/- 0.05)德克斯可以是一个很好的解决方案,使用新的丰度和低度日震学的太阳模型之间的差异,受到轻微调整的太阳年龄和最高丰度。我们还表明,太阳丰度的变化,特别是氖,大大影响g-模式的频率,与新老模型之间的相对频率差异高于1.5%
2007-04-22 astro-ph
New Solar Models Including Helioseismological Constraints and Light-Element Depletion
我们用Charbonnel,Vauclair和Zahn(1992)中描述的相同的恒星演化代码计算了新的太阳模型。这个源自日内瓦的代码现在包括氦和12种较重同位素的元素分离计算。它也可以包括恒星气体的任何类型的混合,只要这种混合可以用有效扩散系数作为半径的函数来参数化。在这里,我们介绍了Zahn(1992)所描述的旋转诱导混合。我们提出了五种太阳能模型:标准模型;两种模型包括纯元素偏析,两种模型的元素偏析和旋转诱导混合。在这些新的太阳模型中,计算出的作为半径函数的$u = {P \over ρ}$函数与Dziembowski等人(1994)对同一函数得到的日震学结果进行了比较。改进模型的物理特性可以使其与日震学更加一致。在我们最好的模型,其中包括隔离和混合,在$ u $功能之间的模型和日震结果的相对差异小于0.5%,在所有半径,除了在中心和表面。与此同时,锂的损耗系数为155,铍的损耗系数为2.9,这与观测结果一致。对流区的底部位于0.716的分数半径处,与日震学一致。中微子通量在这些模型中没有减少。模型包括元素偏析的计算导致目前的表面氦丰度:$ Y_{surf} $在0.248和0.258之间,这是令人满意的协议从日震学得出的值。
1996-03-02 astro-ph
Resonant origin for density fluctuations deep within the Sun: helioseismology and magneto-gravity waves
我们分析了太阳赤道附近的日震波,在太阳辐射带深处存在磁场。我们发现,合理的磁场可以显着改变的形状的波剖面的日震g模式。它们能做到这一点是因为密度梯度的存在允许g模共振激发阿尔芬波,导致模能量沿着磁场线汇集,远离太阳赤道面。由此产生的波形显示出在这些共振发生的半径处的密度分布中的相对尖锐的尖峰。我们估计这些波在太阳中可能有多大,并对可观察到的结果进行了第一次搜索。我们发现共振处的密度偏移太窄,以至于无法通过目前对p波日震光谱的分析排除,即使它们的振幅大于百分之几。(In相反,Burgess等人(2002年)已经表明,这种密度漂移可能会以一种重要的方式影响太阳中微子通量。由于太阳p波不受辐射带磁场的强烈影响,因此对日震数据的标准分析不应有重大改变。磁场对g-模式频谱的影响可以用来探测足够大的辐射区磁场,如果太阳g-模式曾经被明确观察到。我们的结果将有更强的影响,如果超稳定的太阳g-模式应该证明有非常大的振幅,有时已经争论。
2003-04-28 astro-ph hep-ph
Helioseismic tests of diffusion theory
我们提出了一个定量估计的准确性计算的扩散系数,通过比较太阳模型的预测与日震学提供的观测数据。考虑到在建立太阳模型的主要不确定性,我们得出结论,日震学证实了SSM计算中采用的扩散效率,达到10%的水平。
1998-08-03 astro-ph hep-ph
Gravitational Helioseismology?
与太阳的正常模式的外部引力扰动的幅度进行评估,以确定是否可以观察到这些太阳振荡与拟议的激光干涉仪空间天线(LISA),一个网络的卫星,旨在检测引力辐射。与LISA相关的模式-$l=2$、低阶$p$、$f$和$g$ -模式-至今尚未最终观察到。我们发现,在这些模式的能量必须大于约$10^{30} \rm{ergs}$,以观察以上的LISA检测器噪声。这些模式的能量比一般预期的要大,但比目前观测到的上限要小得多。由于短周期白矮星双星的银河系背景,LISA在相关频率上可能是有限的混淆。目前估计这些双星的数量将需要太阳能模式的能量高于约$10^{33} \rm{ergs}$被观测到的LISA。
1996-01-30 astro-ph gr-qc
Theory of solar luminosity variations
恒星结构理论可以用来确定与太阳活动周期相关的辐照度变化的最合理的机制。表面发射率的变化,即减少冷却点和增强发射的小规模磁场,是最有效的机制,并占大多数观察到的变化。日震学将很快能够测试表面发射率变化的后果,并将其与其他辐照度变化的情况区分开来。
2000-03-03 astro-ph
Measure of Solar oscillations and supergranulation with Magnetic-Optical Filter
日震学是太阳物理学的一个分支,它研究太阳的全球振荡,这是一种对了解太阳内部非常重要的现象。我们在这里解释的方法测量太阳的速度场沿视线的VAMOS仪器开发的天文观测台卡波迪蒙特在那不勒斯,特别是我们提出的措施,所谓的五分钟振荡和超颗粒。
2007-01-31 astro-ph
Test of Nonextensive Statistical Mechanics by Solar Sound Speeds
为了检验非广延统计力学理论的正确性,我们研究了太阳内部的非广延程度,并试图通过日震测量找到q不等于1的实验证据。我们能够推导出一个参数,提供一个下限的nonextensive程度内的太阳,可以唯一确定的太阳声速测量日震学。用太阳声速计算参数后,得到在0.15R(太阳)和0.95R(太阳)之间的所有太阳半径范围内,(1-q)的下限不小于0.1902,在0.75R(太阳)和0.95R(太阳)之间的外层,(1-q)近似等于0.4。非广延参数q与1显著不同的结果得到了日震学中太阳声速实验测量的支持。
2006-07-26 astro-ph cond-mat.stat-mech
Rotation of the solar interior
日震学使我们能够以高精度和高分辨率推断太阳内部大部分的旋转。结果显示出有趣的冲突与早期的理论预期,表明太阳是主机复杂的动力学现象,到目前为止还很难理解。这对我们关于恒星自转演化的想法,以及太阳磁场产生的模型都有重要的影响。在这里,我们提供了一个概述,我们目前的知识,太阳自转,其中大部分是从SOHO航天器的观测,并讨论了更广泛的影响。
2001-10-29 astro-ph
Helioseismic determination of Beryllium neutrinos produced in the Sun
我们提供了一个确定的Berkenneutrino光度直接通过日震学,而不使用额外的假设。我们已经构建了太阳模型,其中Berkenneutrino,($ν_{Be}$)的生产是人为地改变以任意方式变化的零能量天体物理S-因子$S_{34}$的反应$^3{\rm He}+^4{\rm He}\to ^7{\rm Be}+ γ$。接下来,我们比较了这样的模型与日震测定光球氦丰度,对流区的深度和声速剖面的属性。我们发现,日震学直接证实了生产率的$ν_{Be}$预测的SSM内$\pm 25%$($1σ$错误)。这种约束比SSM($\pm 10%$)的不确定性估计的约束弱,但它依赖于直接观测数据。
2000-05-26 astro-ph
CN Neutrinos and the Sun's Primordial Core Metalicity
我讨论了使用中微子的CN循环和PP链约束的原始太阳核丰度的C和N在一个有趣的精度水平。对太阳内部和表面组成的比较将检验标准太阳模型(SSM)的一个关键假设,即一个均匀的零年龄太阳。它还将对最近的光球丰度测定进行交叉检查,这些测定改变了SSM和日震学之间曾经非常一致的结果。出于对流区的丰度和日震学之间的差异,我讨论的可能性,两个区域的太阳可能会出现后期阶段的金属分化与形成的气态巨行星的太阳星云。
2008-09-22 astro-ph hep-ph nucl-ex
3He Transport and the Question of Nonstandard Solar Models
我认为标准太阳模型的现象学变化的目标是测试最近声称,太阳中微子之谜需要新的粒子物理。假设一个稳定状态的太阳产生正确的光度,并受标准微观物理学的支配,似乎只留下一个非标准的太阳模型的可能性开放,太阳核心的3 He平衡的时间尺度特征的缓慢混合。这种混合的猜想提出了与标准模型3 He不稳定性和3 He丰度梯度可能允许太阳早期对流核心持续存在的可能性有关的引人注目的物理问题。虽然日震学可能最终会排除这种“模型”,但与最近的一种说法相反,我认为混合双流体太阳的日震学还远未明确。最后,我的结论是强调3 He驱动的慢混合不是作为太阳中微子问题的解决方案提出的,但作为一个例子的可能性,还没有被定量建模,但可以产生中微子通量远远接近实验比标准的太阳模型。因此,尽管中微子振荡的解决方案很有吸引力,但在我看来,太阳中微子问题的天体物理学解释还没有被完全排除。
1997-04-25 astro-ph hep-ph nucl-th
Are Standard Solar Models Reliable?
包括元素扩散的太阳模型的声速与日震学测量结果一致,在几乎整个太阳范围内的均方根差异优于0.2%。不包括扩散的模型,或者假设太阳内部是明显混合的模型,被日震学有效地排除了。标准的太阳模型预测太阳的测量属性比涉及太阳中微子的应用所需的更准确。
1996-12-20 astro-ph hep-ph nucl-ex
CN-Cycle Solar Neutrinos and Sun's Primordial Core Metalicity
我们认为,它可能是利用中微子的CN循环和PP链,以确定原始太阳核丰度的C和N在一个有趣的精度水平。这样的测量将允许比较太阳的深层内部组成与表面,测试标准太阳模型(SSM)的一个关键假设,即均匀的零年龄太阳。它还将对最近的光球丰度测定进行交叉检查,这些测定改变了SSM和日震学之间曾经非常一致的结果。作为进一步的动机,我们讨论了一种推测的可能性,其中光球丰度/日震学难题与伴随着气态巨行星形成的太阳系金属分化有关。核心C和N与13 N和15 O太阳中微子通量之间的理论关系可以通过使用超级神冈中微子捕获率和SNO 8B中微子捕获率来校准太阳核心的温度,从而变得更精确(和更普遍)。原始的C和N的丰度,然后可以从这些中微子通量和从产品的核速率,几乎没有剩余的太阳模型的依赖。我们描述了一些最近的实验进展,可以允许这种比较(理论上)在约9%的水平,并注意到,这种不确定性可能会进一步减少,由于正在进行的工作对14 N(p,γ)的S因子。所设想的测量可能在使用有机闪烁体的深、大体积探测器中实现,例如,Borexino或SNO+
2008-05-14 astro-ph hep-ph nucl-ex