The 3D behavior of a twisted flux tube expanding in the corona: reconnection, writhe and jets
我们讨论了磁重联的一些方面,这可能有助于理解磁等离子体相互作用的许多方面。我们将表明,经常观察到的螺旋结构的极性喷流是一个自然的结果,磁螺旋度守恒在3D重联驱动的两个部分的碰撞新兴的磁通量管内的单一出现的循环。我们通过求解具有均匀初始扭转的随时间变化的理想MHD方程来执行3D模拟。我们推断,高度扭曲的磁通量的出现引入了几个零点,这反过来又导致在最近的部分在一个单一的环路内的磁场的相反方向之间的重联和释放的形式的螺旋状喷射发射的被困扭曲。
2011-03-19 astro-ph.SR
The Emergence of a Twisted Flux Tube into the Solar Atmosphere: Sunspot Rotations and the Formation of a Coronal Flux Rope
我们提出了一个三维模拟的动态出现的扭曲的磁通量管从太阳对流层的顶层到太阳大气和日冕。据发现,在短暂的初始阶段的磁通量出现期间,两极的双极区域成为分离和相交的光球管成为垂直的,显着的旋转运动设置在每个极性内。两个极性的旋转运动被发现扭曲了出现的字段的内部场线,使他们改变他们的方向成一个相反的配置(即从负极性指向正极性的中性线)。结果,在日冕中形成了具有S形、浸入的芯场的磁通绳,并且随着磁通绳足点的扭曲继续,磁通绳的中心在日冕中以增加的速度上升。两极的旋转运动是非线性扭转阿尔芬波沿着通量管传播的结果,它将显著的扭曲从通量管的内部部分传输到其扩张的冠状部分。这是一个基本的过程,其中扭曲的通量绳在日冕中发展,并增加扭曲和磁能,导致太阳爆发。
2009-03-06 astro-ph.SR
Resonant Absorption of Axisymmetric Modes in Twisted Magnetic Flux Tubes
最近的研究表明,磁扭曲和轴对称磁流体模在太阳大气中普遍存在,因此,研究这些模的共振吸收对太阳大气中磁通量管的加热和观测到的阻尼具有重要意义,已成为一个紧迫的问题。本文首次计算了弱扭转磁通量管内轴对称磁流体动力学波的阻尼率。我们的目的是调查这些模式的太阳大气条件下的共振阻尼的影响。本文的分析研究是基于一个理想化的配置直磁通量管与弱磁扭曲的内部以及外部的管。利用\cite{Sakurai:1991aa}导出的守恒律和最近由\cite{Giagkiozis:2015apj}得到的弱扭曲通量管的解析解,我们导出了Alfvén连续谱中共振阻尼轴对称模的色散关系.我们还得到了一个有见地的解析表达式的阻尼率在长波长的限制。此外,它表明,纵向磁场和密度,这是允许连续变化的非均匀层,对阻尼时间有显着的影响。考虑到太阳大气的条件,共振阻尼轴对称模式很可能是普遍存在的,并在能量耗散中发挥重要作用。我们还认为,鉴于这些波的性质,它们很可能已经以阿尔文波的形式被观察到。
2017-06-29 astro-ph.SR
On the emergence of toroidal flux tubes: general dynamics and comparisons with the cylinder model
在本文中,我们研究了从太阳内部出现的环形通量管的动力学,通过光球和进入日冕。以前的许多理论研究通量出现使用扭曲的圆柱管在太阳内部作为初始条件。从这个模型中可以获得重要的见解,然而,它确实有缺点。由于致密的等离子体被困在磁陷中,并限制了其上升,因此管的轴永远不会完全露出。此外,由于整个管是浮力的,主要的光球足点(太阳黑子)不断地漂移。这些问题使得很难产生令人信服的太阳黑子对。我们的目标是解决这些问题,考虑不同的初始条件,即环形磁通管。我们进行了数值实验,并解决了三维MHD方程。动力学研究通过一系列的初始场强和扭曲。实验表明,环形磁通管的出现是高度动态的,并表现出丰富的各种行为。然而,为了实现这些目标,如果初始场强足够强,管的轴可以完全出现。此外,太阳黑子对不会不断地漂移。相反,其最大间距是原始环形管的直径。
2009-09-22 astro-ph.SR
Numerical Study on Emergence of Kinked Flux Tube for Understanding of Possible Origin of Delta-spot Regions
我们进行了磁流体动力学模拟,一个地下扭曲扭结不稳定的通量管出现从太阳内部的日冕。与之前基于扭结管的身体出现的预期不同,我们发现扭结管可以自发地在光球层形成复杂的四极结构。由于扭结不稳定性在出现之前的发展,尽管管的其他部分仍然强烈扭曲,但是管的扭结顶点处的磁扭曲大大减小。这导致了一个复杂的四极结构的形成:一对相干的,强扭曲的斑点和一个狭窄的复杂的双极对之间。四极是由淹没的一部分出现的磁场。这一结果是相关的复杂的多极$δ$ -点区域,有一个强大的磁剪切和极性取向不遵循海尔-尼科尔森和乔伊定律的起源的理解。
2015-11-09 astro-ph.SR
Axisymmetric Modes in Magnetic Flux Tubes with Internal and External Magnetic Twist
观测表明,扭曲的磁通量管在太阳的大气层中无处不在。本文的主要目的是在弱磁扭转情况下,通过对扭曲的内外磁场进行建模,进一步研究磁通量管的轴对称模态。在这项工作中,我们解决了推导出的波动方程数值假设扭曲外管是成反比的距离,其边界。我们还研究了恒定的情况下,磁扭曲管外,并解决这些方程的解析。我们表明,一个恒定的扭曲管外的解决方案是一个很好的近似的情况下,磁扭曲是成比例的$1/r$,即在所有情况下的误差小于$5.4\%$。该解决方案是在良好的协议与解决方案的扭曲磁通量管,即没有外部的磁扭曲的简单模型。结果表明,轴对称Alfvén波自然耦合磁扭曲的方位角分量的速度扰动是非零的。我们比较了我们的理论结果与观测和评论这些模式的多普勒签名是预期的。最后,我们认为,扭曲的磁通量管中的轴对称波的特性可能会导致假阳性识别与轴对称阿尔文波的观测。
2017-06-29 astro-ph.SR
Numerical Experiments on the Two-step Emergence of Twisted Magnetic Flux Tubes in the Sun
本文给出了从太阳对流层(~ 20,000 km)上升到日冕的扭曲磁通量管的横截面演化的二维数值实验的新结果。初始深度是以前大多数计算的10倍深,这些计算集中在最上层对流区的通量出现。我们发现,该演变是由下面描述的两个步骤的过程说明:最初的管上升,由于其浮力,受到气动阻力,由于外部流。由于磁场的方位角分量,管保持其相干性并且不变形而成为涡旋辊对。当通量管接近光球层并充分膨胀时,上升管上的等离子体积聚起来,抑制了通量管的出现。因此,通量减速并在表面下方水平延伸。这一新发现归功于我们同时计算内部和表面以上动态的大规模模拟。随着表面周围磁压梯度的增加,磁浮力不稳定性被局部触发,结果,通量进一步上升到日冕。我们还发现,减速发生在一个更高的高度比我们以前的实验中使用磁通量片(鸟海和横山)。通过进行参数研究,我们研究了上升通量管两步出现的条件:在-20,000 km深度处,场强> 1.5 × 10 ^4 G,扭曲度> 5.0 × 10 ^-4 km^-1。
2011-05-10 astro-ph.SR
Magneto-Acoustic Waves in Magnetic Twisted Flux Tube
目前,许多关于磁通量管内磁流体动力学波诊断的工作都是建立在前人工作的基础上,没有考虑磁扭转的贡献。其他工作考虑了对磁流体力学波的影响,但他们提出的色散关系只给出了m= 0,1,2的波模。不存在m=-1的扭结模式。因此,在这项工作中,我们想提出一个完整的色散关系,包括磁扭曲和波模式的m=-1。与m=+1波模类似,m=-1波模在有限kr 0处也表现出从体模到面模的模式变化。该模式的相速度通常小于m=+1模式的相速度。色散关系图中m=+1/-1模的谐波曲线关于特征速度(例如通量管中的管速度)近似对称。在现有色散关系的基础上,我们重新讨论了太阳黑子中的螺旋波图案问题,发现在线性微扰分析的框架下,磁扭曲对它们的形态没有很大的影响。
2021-01-08 astro-ph.SR
Modelling magnetic flux emergence in the solar convection zone
当磁通量环出现在太阳光球层时,两极磁区就形成了。我们的目的是调查通量出现过程中的颗粒对流模拟。特别是,我们的目标是确定的情况下,磁浮力提高通量出现率(否则仅由对流上升流驱动)。我们使用三维数值模拟,解决可压缩磁流体动力学方程的水平周期笛卡尔域。将水平磁通量管插入充分发展的流体动力学对流中。我们系统地改变初始场强,管的厚度,沿管轴的初始熵分布和磁雷诺数。在中等磁雷诺数的低磁普朗特数区(Pm<1),我们发现通量管总是对对流扰动有一定的敏感性。然而,较强的通量管往往比较弱的通量管更有效地保持其结构。在最强的初始场情况下,磁浮力确实增强了通量出现率,并且当我们增加通量管的宽度时,这种增强变得更加明显。这也是在较高的磁雷诺数的情况下,虽然通量出现率通常较低,在这些较少耗散的模拟,因为对流干扰的通量管是更有效的,在这些情况下。这些模拟似乎是相对不敏感的初始条件的精确选择:对于一个给定的流量,磁通管的演变主要是由初始磁场分布和磁雷诺数。
2012-08-08 astro-ph.SR
Recurrent eruptions from the emergence of a toroidal flux tube
本文采用环形磁流管与倾斜环境磁场的磁流体动力学模拟,发现磁通量浮现停止后仍可产生反复喷流,并通过自由能、螺旋度和磁张力演化解释其周期性积累与释放机制。
2025-05-15 astro-ph.SR
Dependence of the Magnetic Energy of Solar Active Regions on the Twist Intensity of the Initial Flux Tubes
我们提出了一系列的数值实验模型的演变磁通量管与不同数量的初始扭曲。作为计算的结果,紧扭曲的管揭示了一个快速的两步出现的大气与轻微的放缓在表面,而弱扭曲的管显示了一个缓慢的两步出现等待更长的二次不稳定性被触发。这种两步涌现的图景与最近的观察结果高度一致。这些磁管在表面上显示出多个磁穹,表明二次浮现是由磁浮力不稳定性的交换模式引起的。至于最弱扭曲的情况下,管表现出细长的光球结构,从来没有上升到日冕。光球结构的形成是由于上升通量管的方位场分量的向内磁张力(即,管的扭曲)。当扭曲较弱时,方位场不能保持管子的相干性,管子在次绝热表面处横向延伸。此外,我们新发现的总磁能以上的表面上测量依赖于初始扭曲。强扭曲管遵循扭曲与磁能之间的初始关系,而弱扭曲管偏离了这种关系,因为这些管将它们的磁能存储在光球结构中。
2011-01-05 astro-ph.SR
Observed Joys law of Bipolar Magnetic Region tilts at the emergence supports the thin flux tube model
Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University)(印度技术学院(贝拿勒斯印度教大学));Southwest Research Institute(西南研究所);Indian Institute of Astrophysics(印度天体物理研究所);IISER Kolkata(加尔各答印度科学教育与研究所)
研究通过观测双极磁区域的初始倾斜支持薄磁通管模型,揭示科里奥利力驱动磁通管倾斜的机制。
2025-11-05 astro-ph.SR
Convective Magnetic Flux Emergence Simulations from the Deep Solar Interior to the Photosphere: Comprehensive Study of Flux Tube Twist
本研究使用R2D2代码模拟磁通量管浮现,系统调查初始磁扭转的影响,发现扭转过弱导致黑子难以维持,扭转过强则使磁螺旋度远超观测,表明扭折不稳定性可能不是形成高耀斑产率活动区的情景。
2024-09-23 astro-ph.SR
High mode magnetohydrodynamic waves propagation in a twisted rotating jet emerging from a filament eruption
研究了2013年4月10- 11日暗条爆发产生的旋转喷流上传播的高模磁流体动力学(MHD)波发生Kelvin-Helmholtz不稳定性(KHI)的条件.喷流的演化表明其边界处的团状结构,这可能是KHI发展的可观察特征之一。我们模拟的射流作为一个扭曲的旋转轴向移动的磁通量管和探索的基础上的理想磁流体动力学的框架内导出的色散关系的运行MHD模式的传播特性。在高模MHD波的激发下,可以探测到波长在$12$ ~ $15$ ~Mm范围内、不稳定性发展时间在$1.5$ ~ $2.6$ ~min范围内的不稳定MHD波。方位角模数$m$的大小主要取决于内部磁场的扭曲。结果表明,在弱扭曲磁通量管中,方位角模数为$m = 16$,而在中等扭曲磁通管中,方位角模数为$18$。
2018-05-19 astro-ph.SR
Solar Jet on 2014 April 16 Modeled by Kelvin--Helmholtz Instability
我们在这里研究的Kelvin-Helmholtz不稳定性(KHI)的出现在一个快速喷流2014年4月16日由大气成像组件(AIA)在不同的紫外和EUV波长的太阳动力学天文台(SDO)上观察。喷流的演化表明其边界上存在团状结构,这可能是KHI的观测证据。我们将射流模拟为一个半径为$a$的圆柱磁通量管,它嵌入一个磁场B_i中,周围是一个具有磁场B_e的静止磁化等离子体。我们探讨的扭结MHD模式沿射流,可以成为不稳定的KHI,如果它的速度超过一个临界值的传播。关于磁场拓扑,我们考虑三种不同的配置,特别是(i)空间均匀的磁场(无扭磁通管),(ii)内部(标签“i”)扭曲的磁场和外部均匀的(标签“e”)(单扭磁通管),和(iii)内部和外部扭曲的磁场(双扭磁通量管)。假设两种介质rho_i和rho_e中的等离子体密度是均匀的。密度对比度用两种方法定义:第一种是rho_e/rho_i,第二种是rho_e/(rho_i + rho_e)。计算结果表明,在无扭和单扭流量管的所有情况下,在可达的流速下都可能发生KHI。然而,结果表明,在双扭磁通管的情况下,只有当密度差由比率rho_e/(rho_i} + rho_e)计算时,KHI才能以可接近的射流速度合并。估算出的KHI发展时间和4 μ m波长的扭结波相速度分别在1- 6.2 min和202- 271 km/s范围内-这对模拟的喷流是合理的。
2017-11-29 astro-ph.SR
Simulation of a flux emergence event and comparison with observations by Hinode
我们研究的观测签名的通量出现在光球使用合成数据从一个扭曲的通量管出现的三维MHD模拟。在出现过程中的几个阶段被认为是。在每一个阶段,我们计算合成斯托克斯光谱的两个铁线Fe I 6301.5 <$和Fe I 6302.5 <$和退化的数据的空间和光谱分辨率的Hinode的SOT/SP。然后,根据观测实践,我们应用米尔恩-爱丁顿型反演的合成光谱,以检索各种大气参数,并与最近的Hinode观测结果进行比较。在出现序列中,谱线采样上升通量管的不同部分,揭示其扭曲结构。从模拟中得到的磁场水平分量与观测值接近。光球层中通量管的扁平化是由辐射冷却引起的,这减缓了通量管上升到太阳上层大气的速度。与观测结果一致,上升的磁化等离子体在出现序列的大部分时间内产生了谱线的蓝移。
2009-10-29 astro-ph.SR
Successful and Failed Flux Tube Emergence in the Solar Interior
我们报告我们的三维(3D)磁流体动力学(MHD)模拟的圆柱形弱扭曲的磁通管出现在18毫米以下的光球。通过改变初始磁场强度($B_0$)、半径($R$)、扭曲度($α)$)和通量管的出现部分的长度($λ$)来研究这些参数如何影响磁场从对流区到光球层的转移。我们表明,在光球出现的效率(即有多强的光球场将相比$B_0$)不仅取决于$B_0$,但也出现的字段和扭曲的形态。我们表明,参数,如$B_0$和磁通量不能单独确定是否会出现一个通量管的太阳表面。例如,高$B_0$(弱$B_0$)场可能无法(成功)出现在光球层,这取决于它们的几何特性。我们还表明,光球磁场强度可以有很大的变化,具有相同的$B_0$,但不同的几何性质的通量管。此外,在某些情况下,我们发现了标度律,由此磁场强度与局部密度成比例,如$B\propto ρ^κ$,其中$κ\approx 1$在对流区较深,而$κ<1$靠近光球。当局部压力标度($H_p$)变得与流量管直径($H_p\approx2R$)相当时,两个值之间的转换大约发生。我们推导的形式来解释如何以及何时出现这些标度律,并比较它们与数值模拟。
2019-02-21 astro-ph.SR
Emergence of Anchored Flux Tubes Through the Convection Zone
我们模拟了太阳对流区浮力磁通量管的演化。假设一个通量管最初位于对流区下方的稳定分层辐射核的顶部附近,但它的一部分被扰动到对流区逐渐加热和对流过冲运动。段的端部("足点")保持锚定在对流区的底部,并且如果段足够长,则其可能非常不稳定,在短时间内上升通过对流区。通量管的长度决定了浮力与磁张力的比例:短的通量环在到达对流区的顶部之前就被阻止了,而较长的通量环则通过光球层爆发出来。使用Spruit的对流区模型,我们计算的最小足点分离$L_c$喷发通量管所需的。我们探讨的依赖$L_c$上的扰动磁通管段的初始热状态和其初始磁场强度。热扩散的时间尺度和动态上升时间的不稳定的通量管段的调查后,我们得出结论,最有可能的起源磁通量爆发到表面是从短的长度尺度扰动($L < L_c$),这是最初稳定的,但随后不稳定的热扩散到管或拉伸的锚点,直到$L$刚刚超过$L_c$。在任何一种情况下,引出管的锚点的间隔应位于处于机械平衡的管的临界距离和处于热平衡的管的临界距离之间。最后,在比较了动态上升时间的分散度与观察到的活动区形成的时间尺度短得多,我们得出结论,活动区的形式从一个单一的通量管段的出现。
2015-05-28 astro-ph.SR
A comparative study of solar flux emergence and eruptivity in simulations of horizontal versus toroidal magnetic fields
Department of Physics, University of Ioannina(约阿尼纳大学物理系)
通过3D MHD模拟比较水平与环形磁通管在相同初始参数下的演化,发现环形管虽浮现较晚但产生更多爆发喷流,因其维持日冕轴向磁通供应;水平管则脉冲式注入磁通和能量,活动强但短暂。
2026-06-18 astro-ph.SR
Evidence of Twisted flux-tube Emergence in Active Regions
在双极活动区(AR)的出现阶段观察到延长的磁极性。这些扩展的功能,称为磁舌,被解释为在形成AR的环形磁通管中的磁通量的方位角分量的结果。我们开发了一种新的系统和用户独立的方法来识别AR舌头。我们的方法是基于确定和分析的AR主极性反转线(PIL)的演变。通过测量PIL方向和与AR主双极轴正交的方向之间的锐角[ tau]来量化舌片的影响。我们应用一个简单的模型来模拟双极AR的出现。该模型使我们能够解释磁舌对表征AR的参数(例如,PIL倾角和倾斜角及其演变)的影响。在这个理想化的运动涌现模型中,τ是扭曲度的单调递增函数,并且与磁螺旋度具有相同的符号。我们系统地将我们的程序应用于一组双极AR,观察出现在视线磁图超过八年。对于大多数研究的情况下,舌头只有一个小的影响AR倾斜角,因为舌头有一个更低的磁通量比更集中的主极性。从观测到的演化的τ,校正的倾斜角的时间演变和AR完全出现时,其最终值,我们估计的平均数量的匝数在subphotospherically新兴的通量绳。除一个外,41个观测到的AR值均低于1。这表明亚光球层的磁通绳通常具有较低的扭曲量,即高度扭曲的磁通管是罕见的。我们的研究结果表明,PIL的演变是一个强大的指标存在的舌头和限制的数额扭曲新兴磁通管
2015-05-07 astro-ph.SR
Large-scale 3D MHD simulation on the solar flux emergence and the small-scale dynamic features in an active region
我们进行了三维磁流体动力学模拟,研究了从太阳对流区-20,000 km处通过光球层和色球层到日冕的扭曲磁通量管的出现。初始管的中间部分被赋予密度赤字,以煽动浮力出现。当管接近表面时,它水平延伸,并由于管前面的光球而形成平坦的磁性结构。进一步的日冕爆发是由于光球场的不稳定性,最终在表面上形成了几个磁穹。新的发现是,在光球磁图中观测到垂直磁元的多次分离事件,它们反映了交换不稳定性。分离的元素被发现聚集在活动区域的边缘。然后这些聚集的元素显示剪切运动。这些特征非常令人联想到活动区的观测。在上述模拟结果的基础上,我们提出了一个理论图片的流量出现和形成的活动区,解释的观测特征,如多次分离的光斑和剪切运动。
2012-01-13 astro-ph.SR
Incompressible MHD modes in the thin magnetically twisted flux tube
上下文观测表明扭曲的磁场自然存在,而且确实在太阳的大气层中无处不在。因此,研究沿扭曲磁通量管传播的磁流体动力学(MHD)波模的类型,在太阳大气波研究中具有重要的理论意义。目的。在理想磁流体力学框架下,研究了m ≥ 1的扭转磁通量管的小振幅不可压缩波模式。允许管内外的轴向磁场强度变化,以确保结果不仅限于冷等离子体平衡条件。方法.在长波近似下,解析地导出了这些不可压缩线性MHD波模的色散方程。结果它示出,在长波长的限制,这两个频率和径向速度分布的m = 1的扭结模式是完全不受影响的内部背景磁扭曲的选择。然而,具有大于或等于2的m的开槽模式对所选择的磁扭曲的特定径向轮廓敏感。此外,由于背景扭曲,对于波纹模式引入了低频截止,而对于扭结模式不存在低频截止。从观测的角度来看,虽然磁扭曲不影响长波长扭结模式的传播,但对于凹槽模式,它将有利于或不利于传播,这取决于波相对于背景扭曲符号的传播方向。
2017-07-03 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Flux emergence and coronal eruption
我们的目的是研究从太阳内部出现的扭曲通量管的光球通量分布。我们还报告了一个新的磁通绳喷发时,新兴的管上升到一个预先存在的磁场的日冕。为了研究演化,我们使用三维数值模拟,通过求解时间相关的和电阻MHD方程。我们定性比较我们的数值计算结果与MDI磁图的新兴通量在太阳表面。我们发现光球磁通量分布由极性相反的两个区域和极性反转线(PIL)两侧的细长磁尾组成,这取决于出射磁力线的方位角性质和上升管的初始场强。由于等离子体向PIL运动,它们的形状逐渐变形。我们的结果与观测研究的活动区(AR)的磁通量出现在定性的协议。此外,如果出射管的初始扭曲很小,光球磁场发展成波浪形,并且不具有尾部。在所有的情况下,我们发现,一个新的磁通绳形成以上的新兴管,可能会爆发到日冕的原始轴,这取决于周围的磁场强度。
2010-03-11 astro-ph.SR
Small-scale Flux Emergence, Coronal Hole Heating, and Flux-tube Expansion: A Hybrid Solar Wind Model
太阳动力学天文台的极紫外线图像经常显示在磁图中看不到少数极性通量的地方存在环状精细结构,这表明在“单极”区域内短暂区域(ER)出现的速度被低估了。假设这一速率是相同的日冕洞内的安静的太阳,我们表明,ER和开放的场线之间的交换重联引起的太阳风能通量超过10 $^5$ erg厘米$^{-2}$ s $^{-1}$和规模作为在日冕底部的场强,与观测一致。除了在低日冕中提供欧姆加热外,这些重连事件可能是Alfv{é}n波的来源,其周期范围从$\sim$ 10分钟的颗粒时间尺度到许多小时的超颗粒/羽流时间尺度,其中一些较长周期的波在外日冕中被反射和消散。渐近风速取决于加热的径向分布,这在很大程度上是由通量管膨胀率控制。沿着与慢风相关的快速发散的通量管,加热很好地集中在音速点内部(1)因为向外传导的热通量密度和外部日冕温度降低,(2)因为净波能通量以与当地阿尔夫速度成比例的速率耗散。在这个“混合”太阳风模型中,重联加热了较低的日冕并驱动了质量通量,而波在更远的距离上将能量和动量传递给外流。
2021-04-08 astro-ph.SR
Simulation of homologous and cannibalistic Coronal Mass Ejections produced by the emergence of a twisted flux rope into the Solar Corona
我们报告的第一个结果的磁流体动力学(MHD)模拟发展的同源序列的三个日冕物质抛射(CME),并证明他们所谓的同类相食的行为。这些日冕物质抛射起源于扭结不稳定通量绳的重复形成和部分喷发,这是由于扭曲的通量绳穿过下边界持续出现到预先存在的日冕势拱廊场中。模拟结果表明,爆发到前一个CME产生的开放磁场中的CME具有更高的速度。第二个连续的三个CME模拟是吃追赶和合并成一个单一的快速CME退出域之前,与第一个。所有的日冕物质抛射,包括领先的合并日冕物质抛射,在它们离开区域时达到了大约1000公里/秒的速度。每次CME爆发后,在持续的通量出现过程中,扭曲的通量绳的改造自然可以解释X射线观测的S形和“S形下尖点”配置在低日冕源的同源CME重复改造。
2014-10-07 astro-ph.SR
Twisted flux tube emergence from the convection zone to the corona II: Later states
磁通量出现的三维模拟进行了计算域跨越对流区的上层到较低的日冕。我们使用奥斯陆交错编码求解非灰和NLTE的磁流体力学方程和热传导沿磁场线的辐射转移。在本文中,我们集中在后期阶段的模拟和研究的结构的演变上升的通量在上色球层和日冕,新兴的通量和弱的日冕磁场之间的相互作用最初存在,和相关的动力学。在底部边界注入的通量管上升到光球层,在那里它大部分保留下来。然而,通量管的某些部分变得不稳定,并以补丁的形式扩展到上层色球层。通量迅速向日冕扩展,将日冕和过渡区的物质推到一边,将过渡区提升并保持在光球层上方5毫米以上的高度,持续很长一段时间。在日冕和过渡区的预先存在的磁场被扰动的传入通量和重新定向的一系列高焦耳加热事件。低密度结构在日冕中形成,而在稍后的时间,高密度的对流结构出现在膨胀通量的下部。这些和其他结构的动力学进行了讨论。而焦耳加热由于扩大通量是偶发性的,它增加了相对强度作为新的磁场上升,并成为积极的重要在上部色球层和日冕在以后的时间。计算了色球、过渡区和日冕谱线,讨论了它们对出射膨胀流扰动的响应。
2009-06-30 astro-ph.SR
Resonant absorption of kink oscillations in coronal flux tubes with continuous magnetic twist
日冕扭曲磁场的存在有观测证据。本文研究了磁通量管中磁流体动力学(MHD)扭折波的共振阻尼。考虑了具有连续磁扭转和径向非均匀密度分布的管的实际模型。利用线性MHD方程组在密度不均匀区外的解,通过与薄过渡层边界层上的解的适当联系,得到了扭折波的色散关系。研究了波浪的振荡频率和阻尼率与扭转参数和纵向波数的关系。对于本文所考虑的通量管参数,我们得到快速阻尼的扭结波的观测。为了证明这种快速阻尼的合理性,根据方位角扭结模式数的符号,$m=+1$或$m=-1$,背景磁场必须分别具有左手或右手扭曲轮廓。对于这里考虑的模型,共振吸收只发生在扭转参数是在由密度对比度指定的范围内。
2019-09-21 astro-ph.SR
Emergence of non-twisted magnetic fields in the Sun: Jets and atmospheric response
目的。我们研究了从太阳内部进入太阳大气层的非扭曲通量管的出现。我们调查的长度浮动部分的磁通量管(即λ)是否影响出现的领域和动态的演变磁通量系统。方法.我们执行三维(3D),时间相关的,电阻,可压缩MHD模拟使用Lare3D代码。结果我们发现,当λ变化时,磁通量管出现的动力学有相当大的差异。在太阳内部,λ越大,上升的磁场出现得越快,由于磁场张力较低,因此扩展得越大。结果,它的场强降低,并且它在光球层上方的出现比在较小λ的情况下更晚。然而,在这两种情况下,光球层的新兴场在两个地方变得不稳定,形成两个磁偶极,在系统演化过程中动态地相互作用。大部分的动力学现象发生在电流层,这是形成在相互作用的双极之间的界面。我们发现的等离子体团的形成和喷射,从接口的连续射流的发病,和在太阳大气中的等离子体的脉冲加热。我们讨论了这两种情况下喷流的触发机制和大气对磁通量出现的响应。
2015-09-09 astro-ph.SR
Kelvin-Helmholtz instability in solar H-alpha surges
我们研究了1998年5月30日在NOAA AR 8227上观测到的H-α太阳峰中开尔文-亥姆霍兹(KH)不稳定性的演化条件。假设速度在45-50 km/s范围内、宽度为7 μ m、电子数密度为3.83 x 10^{10} cm^{-3}的喷流被限制在嵌入7 G磁场中的扭曲磁通量管中。等离子体流的温度约为10^5 K,而其周围环境的温度为2 × 10^6 K。周围磁化等离子体的电子数密度在TR/低电晕区的典型值为2 x 10^{9} cm^{-3}。在这些条件下,喷流内部的阿尔芬速度等于78.3 km/s。我们模型的浪涌作为一个移动的磁通量管的两个磁场配置:(i)一个扭曲的管周围的等离子体均匀的背景磁场,和(ii)扭曲的管的环境是等离子体也扭曲的磁场。给定区域内的磁场扭曲的特征在于磁通管半径处的方位角分量与轴向磁场分量的比值。对两种磁场位形下等离子体流支持的MHD模色散关系的数值研究表明,对Kelvin-Helmholtz不稳定性不稳定的MHD波只能是高负模数的MHD波,且不稳定性发生在亚Alfvenic临界流速25-50 km/s范围内。
2015-01-05 astro-ph.SR
The Suppression and Promotion of Magnetic Flux Emergence in Fully Convective Stars
现在,在越来越多的冷恒星上观察到表面磁性的证据。发电机产生的磁场是如何穿过对流区形成星点的,其详细方式仍不清楚。通过假设磁场束可以由理想化的薄通量管(TFT)表示,已经获得了对这种通量出现机制的一些见解。Weber & Browning(2016)最近研究了单个通量管如何通过有效地将TFT嵌入代表完全对流恒星的随时间变化的流中,在0.3太阳质量的M矮星中演化。我们扩大这项工作的启动通量管在不同的深度在上50-75%的恒星,以采样不同的对流模式和差分旋转在这个地区。具体而言,我们评论的作用,差分旋转和随时间变化的流量在抑制和促进的磁通量出现的过程。
2017-03-15 astro-ph.SR
Flute and kink instabilities in a dynamically twisted flux tube with anisotropic plasma viscosity
磁通量管,如那些在太阳日冕受到一些不稳定性。其中重要的是扭结不稳定性,它在日冕加热的纳米耀斑理论中起着核心作用,因此在数值模拟中,它通常是由严格控制的扰动引起的,并孤立地研究。相比之下,我们发现,当我们的磁流体动力学通量管模拟的动态扭曲的流动在边界开槽模式的不稳定性很容易被激发。我们还发现,长笛不稳定性,这已经被理论化,但很少观察到在日冕的情况下,强烈增强等离子体粘度假设各向异性。我们继续调查的电阻率和各向异性和各向同性模型的粘度的参数的值的范围内的凹槽和扭结不稳定性之间的共存和竞争。我们的结论是,虽然凹槽不稳定性不能阻止扭结最终占主导地位,它可以显着延迟其发展,特别是在强粘性各向异性引起的强磁场。
2022-03-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph
3D MHD modeling of twisted coronal loops
我们对单个亮日冕环进行MHD建模,以包括与非均匀磁场的相互作用。该领域强调在中心区域的随机足点旋转和它的能量被耗散到加热通过异常磁扩散率,开关在电晕以上的电流密度阈值的增长电流。我们模拟了一个完整的单磁通量管,在太阳大气中从高β色球层延伸到低β日冕通过陡峭的过渡区。磁场从色球层扩展到日冕。最大分辨率约为30公里。我们得到了一个整体的演变典型的环模型和现实的环发射在EUV和X射线波段。封闭在通量管中的等离子体在约2/3小时后被加热到活动区的温度(约3 MK),来自色球层的上升气流以约100 km/s的速度充满通量管的核心,密度超过10^9 cm^-3。在低电晕比高电晕释放更多的热量,并且在空间和时间上都是精细结构的。
2016-07-19 astro-ph.SR
Helicity and winding fluxes as indicators of twisted flux emergence
到目前为止,扭曲通量管进入太阳大气层的证据来自间接签名。在这项工作中,我们研究的螺旋度和缠绕通量的扭曲磁通管出现直接的拓扑输入。在磁流体动力学模拟与域跨越从对流区的顶部到较低的电晕,我们模拟了出现扭曲的磁通量管的范围内不同的初始场强。这项工作的一个重要特点是在光球层下面包含一个对流不稳定层。我们发现近似自相似行为的螺旋度输入考虑不同的场强。由于我们考虑的是左手扭曲管,当管上升并到达光球层时,有一个很强的负螺旋度输入。这个阶段之后,负输入的减少,并为低初始场强,净正螺旋度输入。这一阶段对应于对流对磁场的影响越来越大,以及出现过程中蛇形磁场结构的发展。线圈的磁通量可以用来检测扭曲的芯管何时到达光球层,给出关于拓扑复杂的磁场输入到太阳大气中的清晰信息。简而言之,螺旋度和绕组通量可以提供关于磁场如何出现的许多信息,这些信息不能直接从其他来源获得,例如磁图。在评估这些simulations的螺旋度的内容,我们测试了许多手段,创造合成磁图,包括方法,这两个不断变化的几何形状和光球的有限范围。虽然在每种情况下一般的定性行为是相同的,但不同形式的平均值确实会在数量上影响螺旋度和缠绕输入。
2020-03-06 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Open and closed magnetic configurations of twisted flux tubes
我们构建了两个类的磁流体静力(MHS)平衡的轴对称垂直通量管跨越从光球过渡区的下部在一个现实的分层太阳大气受到太阳引力。我们假设气体压力和极向电流的磁通量函数的一般二次表达式,并解析地求解Grad-Shafranov方程。该解决方案是一个同质和一个特定的部分的组合,其中前者是可分离的库仑函数在$r$和指数在$z$,而特定的部分是一个开放的配置,没有$z$的依赖性。我们还提出了另一个开放的领域的解决方案,通过使用自相似配方与两个不同的配置文件的功能,并将分层太阳引力,以保持磁流体静力平衡,这是一个修改早期的自相似模型与扭曲。我们研究了与太阳大气条件一致的参数空间,并推导出通量管内的磁结构和热力学结构,这些结构与根据观测和模拟估计的开放和封闭场库仑函数和自相似模型的光球磁亮点(MBP)是合理一致的。所得到的开场和闭场通量管解可作为研究波在通量管中传播的数值模拟的背景条件。这些解决方案也可以用来构建逼真的磁性天篷。
2019-03-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Observations of a Series of Flares and Associated Jet-like Eruptions Driven by the Emergence of Twisted Magnetic Fields
利用大熊太阳天文台(BBSO)的高分辨率新太阳望远镜(NST)、太阳动力学天文台(SDO)提供的日震和磁成像仪(HMI)磁象图和大气图像组合(AIA)EUV图像,研究了连续4次受限耀斑和随后爆发耀斑的形态和磁特性的时间变化。根据NST/Halalpha和SDO/AIA~304 A的观测结果,我们发现每个耀斑都发展了一个类似于喷流演化的喷流结构:1)出现一个倒Y形喷流,并从其初始位置漂移出去:2)喷流形成一个由许多细线组成的幕状结构,在细线的脚点附近伴随着随后的增亮; 3)在耀斑最大值附近,喷流呈现明显的扭曲结构。HMI数据的分析表明,无论是负磁通量和磁螺旋度已逐渐增加的正极性区域,表明连续注入的磁扭曲之前和期间的一系列耀斑。根据这些结果,我们认为扭曲磁通量的连续出现在产生连续耀斑和发展一系列喷流的过程中起了重要作用。
2015-12-04 astro-ph.SR
Kelvin-Helmholtz instability on coronal mass ejecta in the lower corona
通过研究沿其轴移动的均匀扭曲通量管中的扭结($m = 1$)和$m = -3$磁流体动力学(MHD)模式变得不稳定的条件,我们模拟了下部日冕中日冕物质抛射物(CME)上成像的开尔文-亥姆霍兹(KH)不稳定性。我们采用的色散关系的MHD模式来自线性磁流体动力学方程。我们假设真实的波数和复角波频率,即复波相速度。在固定的输入参数(从观测数据)和各种质量流速的色散关系数值求解。结果表明,模式的稳定性取决于四个参数,磁通量管和它的环境之间的密度对比度,在两种介质中的背景磁场的比例,管内磁力线的扭曲,和阿尔文马赫数的值(磁通量管内的管速度阿尔文速度的比率)。对于密度对比度为$0.88$、背景磁场比为$1.58$且归一化磁场扭曲为$0.2$的扭曲磁通量管,扭结($m = -3$)模式(其中$m$是方位角模式数)的临界速度为$678$ km 1,s $^{-1}$,正如所观察到的那样。在KH波长为$18.5$ Mm和喷出物宽度为$4.1$ Mm处,该谐波的增长率等于$0.037$ s $^{-1}$,与观测结果一致。$m = -3$模的KH不稳定性也可以解释为什么KH涡旋只出现在CME的一侧。观测数据与计算数据的一致性表明,CME上的KH不稳定性可以用扭曲磁通管中沿其轴向运动的$m = -3$ MHD模的KH不稳定性来解释。
2014-11-24 astro-ph.SR
Resonantly damped oscillations of elliptically shaped stratified emerging coronal loops
研究了日冕环的椭圆形状和出现阶段对驻波扭折振荡的共振吸收的影响。为此,一个典型的日冕环被建模为一个零β纵向分层的圆柱形磁通量管。我们开发的连接公式的共振吸收的常设横向振荡的日冕环的椭圆形,在其出现的各个阶段。使用连接公式,色散关系推导和数值求解,以获得基频和第一泛音扭结模式的频率和阻尼率。我们的数值计算结果表明,椭圆形和阶段出现的环路改变的频率和阻尼率的管,以及频率的基本模式和第一泛音模式的比例。然而,振荡频率的阻尼率的比率是不受管的形状和阶段的出现,也是独立的密度分层参数。
2013-02-27 astro-ph.SR
Estimation of gravitational wave from solar emerging magnetic flux tube
本研究估计太阳磁通量管浮现产生的引力波,应变振幅约10^-29,频率约10^-5 Hz,缩短PTA观测间隔至2小时可覆盖该频率,为未来探测及太阳活动预测提供途径。
2025-10-16 astro-ph.SR
On rising magnetic flux tube and formation of sunspots in a deep domain
我们调查的上升通量管和太阳黑子的形成在一个前所未有的深计算域,覆盖整个对流区的辐射磁流体动力学模拟。以前的计算有浅的计算框(< 30 Mm)和对流区在200 Mm的深度。通过使用我们的新的数值代码R2D2,我们成功地覆盖了整个对流区,并再现了太阳黑子的形成,从一个简单的水平通量管,因为湍流热对流。主要研究结果如下:(1)由于磁压力引起的密度降低和混合抑制,通量管的上升速度大于向上对流的速度。(2)通量管在18 μ m深度处的上升速度超过250 m/s,而在太阳表面出现前3小时,我们没有看到任何明显的发散流的证据。(3)最初,通量管的根部充满了下行流,然后在黑子形成期间,上行流充满了通量管的中心。(4)相干入流和湍流输运是黑子形成的基本机制。(5)低温区在成熟黑子中延伸到至少40 μ m的深度,高温区在通量管的中心。一些研究结果表明的重要性,深计算域的磁通出现模拟。
2020-03-25 astro-ph.SR
The effect of magnetic twist on resonant absorption of slow sausage waves in magnetic flux tubes
观测表明,扭曲的磁通量管存在于整个太阳的大气层中。本文的主要目的是获得磁扭转存在下香肠模态的阻尼率。利用Sakurai等人(1991)得到的连接公式,我们研究了光球层条件下慢连续谱中香肠模的共振吸收。我们推导了色散关系并进行了数值求解,从而得到了慢表面香肠模的频率和阻尼率。我们的结论是,磁扭曲可以导致较强的阻尼相比,无扭曲的情况下。
2019-03-11 astro-ph.SR
Low-latitude magnetic flux emergence on rapidly rotating solar-type stars
针对快速旋转类太阳恒星低纬黑子与磁通量浮现模型的矛盾,该研究通过弱管爆发增强机制说明,在更陡超绝热温度梯度下,100 kG通量管可产生高达500 kG磁场并实现低纬浮现。
2024-12-02 astro-ph.SR
Energetics of the Kelvin-Helmholtz instability induced by transverse waves in twisted coronal loops
目标:我们量化了扭转磁场对横向振荡冕环中磁开尔文-亥姆霍兹不稳定性(KHI)发展的影响。方法:我们模拟了一个基本的常设扭结模式,直,密度增强磁通量管使用磁流体动力学代码,Lare 3d。为了评估磁场的方位角分量的影响,在通量管的磁场内包括不同程度的扭曲。结果:扭转磁场对共振吸收过程的影响很小。然而,随后的演变的KHI是敏感的磁场的方位角分量的强度。增加的扭曲值抑制了环的密度分布的变形,这与不稳定性的增长有关。尽管如此,当存在非零方位分量时,在磁场中产生小得多的尺度。因此,不稳定性在(甚至是弱)扭曲场的情况下更有活力。一旦不稳定性形成,环路顶点处的场对准流就在扭曲状态下建立。结论:KHI可能对太阳大气中的波加热产生影响,因为它会产生小尺度的长度和湍流状态。虽然磁扭曲确实抑制了与不稳定性相关的涡流的发展,但由于产生的电流较大,即使仅存在弱扭曲,在扭曲状态下形成KHI也将伴随着更大的欧姆耗散。磁扭曲的存在可能会使日冕中的不稳定性更难以检测,但会增强其对加热太阳大气的贡献。
2017-08-14 astro-ph.SR
Simulations of Emerging Magnetic Flux. I: The Formation of Stable Coronal Flux Ropes
我们提出的结果从三维粘阻磁流体动力学(MHD)模拟的出现对流区磁通量管到太阳大气中包含一个预先存在的偶极日冕场,这是定向,以尽量减少与新兴领域的重新连接。我们观察到,出现的过程是能够产生一个日冕通量绳的转移扭曲的对流区发现在以前的模拟。我们发现,这个通量绳是稳定的,没有证据表明一个快速上升,并在日冕中的最终高度是由预先存在的偶极场的强度。我们还发现,虽然电流在初始对流区通量管几乎完全中和,由此产生的日冕通量绳进行了显着的净电流。这些结果表明,通量管的出现是能够创建非电流中和稳定的通量绳在日冕中,由上覆的潜在领域,被认为是日冕物质抛射的源磁配置拴系。
2013-08-28 astro-ph.SR
Fan-spine topology formation through two-step reconnection driven by twisted flux emergence
我们解决了形成的三维零点拓扑结构的太阳日冕相结合的Hinode/XRT观测的一个小的动态肢体事件,发生在旁边的非爆发的日珥腔,与三维零β MHD模拟。为此,我们的模型边界驱动的运动学出现一个紧凑的,强烈的,均匀扭曲的磁通管成一个潜在的领域拱廊,覆盖在弱扭曲的日冕磁通绳。日冕中出现的磁通量的膨胀导致在出现的场和预先存在的场的界面处形成零点。我们揭示了一个两步重联过程中的零点,最终产生的形成一个广泛的三维风扇脊柱配置以上新兴的双极。第一次重新连接涉及新兴领域和一套大规模的拱廊场线。它的结果在发射的扭转MHD波,沿拱廊传播,并在形成剪切回路系统的一侧出现的通量。第二次重联发生在这些新形成的环和遥远的拱廊场之间,并在出现的通量的对面形成第二个环系统。这两个环路系统共同显示了位于扇形表面下方的风幕模式。围绕着零点的内脊场线的磁通量保留了出现的扭曲的一小部分,而剩余的扭曲沿着重新连接的拱圈被疏散。在模拟中发生的特征的性质和时间确实在本文中研究的特定事件中质量再现了XRT观察到的特征。此外,两步重联过程提出了一个新的一致的和通用的模型在太阳日冕的海葵区域的形成。
2009-09-11 astro-ph.SR
Magnetohydrostatic flux tube model in the solar atmosphere
本文构造了两类在分层太阳大气中从光球层到过渡区的轴对称扭曲磁场通量管的磁流体静力平衡。我们建立的模型,将特定形式的气体压力和极向电流的梯度-Shafranov方程。该模型给出了磁通管的闭场和开场结构。我们构造的另一个开放场模型是基于自相似公式,其中我们已经纳入了特定形式的气体压力,极向电流和两个不同的形状函数。我们研究了与太阳大气一致的参数空间的同调性,发现通量管内部磁结构的估计与磁亮点的观测和模拟结果是一致的。
2018-05-22 astro-ph.SR
Generation of twist on magnetic flux tubes at the base of the solar convection zone
基于Choudhuri,2003,Sol.的理论,利用二维磁流体动力学计算,研究了位于太阳对流层底部的磁通量管的扭曲产生机制.物理、215、31,其中环形磁场被周围的平均极向场包裹。在产生扭曲的过程中,磁通管遵循四个阶段。(1)它迅速分裂成两部分,涡旋运动卷起极向磁场。(2)由于类似于磁旋转不稳定性的物理机制,卷起的极向场被弯曲和放大。(3)扰动极向磁场的磁张力使涡度减小,涡动引起的升力减小。(4)通量管被扭曲,并开始再次上升,而不分裂。这些过程的研究是有意义的,因为它表明,没有任何初始扭曲的磁通管可以上升到表面在相对较弱的极向场。
2012-10-26 astro-ph.SR
Recurrent flux emergence from dynamo-generated fields
我们研究了大尺度磁场的出现。该场是由螺旋强迫函数驱动的湍流产生的。扭曲的拱廊状场结构被发现出现在湍流区上方的外部。磁场结构的时间序列显示周期性的等离子体团喷射。
2010-08-31 astro-ph.SR
Numerical Simulation of Solar Magnetic Flux Emergence Using the AMR--CESE--MHD Code
太阳内部的磁通量出射到大气中被认为是形成太阳活动区和驱动太阳爆发的关键过程。由于观测能力的限制,通量涌现过程的研究通常采用数值模拟的方法。在本文中,我们开发了一个数值模型来模拟扭曲的磁通量管出现从对流区的电晕使用AMR-CESE-MHD代码,这是基于自适应网格加密的守恒元解元法。我们的模拟结果与以前许多类似的初始条件,但使用不同的数值代码的结果一致。在早期阶段,通量管在磁浮力的驱动下从对流区上升,直到接近光球层。出现在那里减速,随着磁通量的堆积,磁浮力不稳定性被触发,这使得磁场部分进入大气层。与此同时,光球层中出现了两个逐渐分离的极性集中区,通过涡旋和剪切运动将磁场和能量输送到大气中。相应地,日冕磁场也被重塑为包含薄电流层的S形配置,这类似于活动区的典型喷发前磁场配置。这样一个数值框架的磁通量出现,建立将适用于未来的调查,如何太阳爆发开始在磁通量出现活跃区。
2022-10-23 astro-ph.SR
The Role of Twist in Kinked Flux Rope Emergence and Delta-Spot Formation
在观测上已经很好地确定,最有利于产生高能耀斑事件的磁结构存在于三角黑子中,三角黑子是一类定义为具有相反极性本影共享一个共同半影的太阳黑子。它们通常具有极端紧凑、强旋转和反Hale取向的特征。许多研究表明,几乎所有最大的太阳耀斑都起源于三角洲点,因此了解这些结构是预测空间天气的一个基本步骤。尽管它们对太空环境有着重要的影响,但令人惊讶的是,人们对三角洲斑点的起源和行为知之甚少。在本文中,我们进行了系统的研究,新兴的磁通绳的行为来测试一个理论模型的三角形斑点的形成:出现磁通绳的扭结不稳定性。我们模拟了从对流区到日冕的高度扭曲,扭结不稳定的通量绳的出现,并将它们的光球特性与出现的弱扭曲,扭结稳定的通量绳进行了比较。我们发现,光球表现的高度扭曲的磁通绳的出现密切配合所观察到的属性的三角洲点,我们讨论了由此产生的影响观测。我们的研究结果有力地支持和扩展了以前的理论工作,这表明新出现的磁通绳的扭结不稳定性是一个很有前途的候选人来解释三角点的形成,因为它再现了他们的关键特征非常好。
2018-08-16 astro-ph.SR
Sunspot rotation. I. A consequence of flux emergence
上下文太阳爆发和高耀斑活动往往伴随着太阳黑子的快速旋转。因此,对太阳黑子旋转和驱动这种运动的机制的研究对于我们了解太阳大气如何获得大量能量释放所需的条件至关重要。目的。我们的目标是演示和调查太阳黑子的旋转在三维数值实验的出现,一个磁通量管,因为它通过太阳内部上升,并出现在大气中。此外,我们试图表明,储存在内部的亚光球扭曲注入到太阳大气中的太阳黑子的一个明确的旋转的手段。方法.利用拉格朗日-重映射程序对三维电阻性磁流体动力学方程组进行了数值求解。我们跟踪出现的环形通量管,因为它通过太阳内部上升,并出现在大气中调查有关的磁场和等离子体的各种数量。结果通过对数值实验的详细分析,我们发现了通量管光球足迹或黑子发生旋转的明显证据。显着的垂直涡动被发现开发的两个极性源后,该领域出现。这些旋转运动被发现离开内部部分的领域untwisted和扭转了大气部分的领域。这是由我们的相对磁螺旋度作为一个显着的内部螺旋度的一部分被输送到大气中的分析。此外,还有大量的磁能输送到大气中。旋转角度也可以通过追踪选定的场线来计算;穿过太阳黑子的场线在实验过程中旋转了353度。
2015-08-10 astro-ph.SR
Average motion of emerging solar active region polarities II: Joy's law
在Babcock-Leighton发电机模型中,由Joy定律描述的太阳活动区的倾斜是将环向场转换为极向场的必要条件。在薄通量管模型中,科里奥利力导致乔伊定律,作用于东西向流,因为它们朝向表面上升。我们的目标是测量数百个活跃区域出现时的平均倾斜角的演变,这样我们就可以限制乔伊定律的起源。我们在太阳动力学观测站日震新兴活动区巡天中测量了153个新兴活动区的主双极倾斜角。我们使用视线磁场测量平均超过6小时,以确定极性和测量倾斜角后,出现长达四天。我们发现,在出现的时候,极性平均是东西向排列的,并且分离和倾斜都不依赖于纬度。然而,我们发现,在较高纬度的AR有一个更快的南北分离速度比那些靠近赤道的出现时。羽化后,倾斜角增大,约两天后乔伊定律明显。在倾斜角的散射是独立的流量,直到约一天后出现,当较高的通量区域有一个较小的散射比低通量区域的倾斜角。我们的发现,活跃的地区出现了东西对齐是令人惊讶的,因为薄通量管模型预测,倾斜角上升通量管产生的表面以下。以前报道的倾斜角松弛的深锚通量管可以在很大程度上解释了东西分离的变化。我们得出结论,乔伊定律是由一个固有的南北分离速度时,流量首先到达表面,并在倾斜角的散射是一致的抖振的极性超颗粒。
2020-06-10 astro-ph.SR
Multiple eruptions from magnetic flux emergence
在本文中,我们研究了一个环形的磁通量管出现到磁化日冕的影响,重点是大规模的喷发。磁场的方向是这样的,即两个通量系统相遇时几乎是反平行的。我们遵循系统的动态演化求解三维MHD方程使用拉格朗日重映计划。发现多处喷发。触发机制的物理进行了讨论,并与著名的喷发模型。
2009-10-14 astro-ph.SR
Riemann curvature-stretching coupling in dynamo torus laboratory and in UHF twisted plasma loops
将等离子体环扭曲黎曼模型应用于环面发电机扭曲流,其导致诸如在Moebius带发电机中的缓慢发电机,最近由Shukurov、Stepanov和Sokoloff [Phys. Rev. \textbf{E 78},025301,(2008)]考虑对液体钠中的Perm发电机环面进行建模。由于扩散和平流(拉伸),是发电机行动的竞争效应,等离子体电阻率项被证明是成比例的循环黎曼曲率(折叠)。Shukurov等人还表明,基于Ponomarenko发电机,更宽的环面通道产生更好的发电机。这些结果与Schekochihin等人[Phys Rev \textbf{E}(2002)]的结果一致,其中随机磁场磁场通过曲率得到加强。对混沌快速发电机的频谱分析表明,由于磁场增长率与黎曼曲率成反比,黎曼曲率起着阻尼作用。与广义相对论MHD发电机方程的比较表明,扩散项中也出现了黎曼张量的压缩形式Ricci张量。等离子体环的曲率是${R^{1}_{212}}|_{\textbf{Plasma}}\approx{5.6{\times}10^{-19}m^{-2}}$,而彼尔姆环形的曲率肯定更高。因此,在发电机实验室中,慢发电机比在等离子体回路中更受欢迎。结果表明,弯曲拉伸磁通绳发电机耦合能与磁通绳中储存的最小扭转能$ε_{\textbf{twist}}\approx{10^{30}TeV}$相一致。黑洞周围的环面通…
2009-07-10 astro-ph.SR
Understanding Active Region Emergence and Origins on the Sun and Other Cool Stars
本文综述太阳及冷恒星活动区通量浮现的研究进展,结合观测约束修正了对其驱动机制的认知,并提出未来可通过观测与模拟解决相关开放问题。
2023-06-10 astro-ph.SR