MHD simulations of the in-situ generation of kink and sausage waves in the solar corona by collision of dense plasma clumps
MHD波在日冕中是普遍存在的,在日冕中高度结构化的磁场为它们的传播提供了有效的波导。虽然已经观察到MHD波起源于太阳大气的低层,但最近的研究表明,一些MHD波可以通过密集的反向传播流的碰撞原位产生。在这项理论研究中,我们分析的机制,触发扭结和香肠模式的传播在日冕中,以下的碰撞的反向传播的流量和流量的属性如何影响所产生的波的属性。为了详细研究这样的机制,我们运行了一系列理想的二维和三维MHD模拟,我们改变了反向传播流的属性,并通过一个简单的技术来估计扭结和香肠模式的振幅,我们调查他们的作用的MHD波的产生和传播。我们发现,波的振幅在很大程度上取决于流的动能和扭结或香肠模式的发病取决于碰撞斑点之间的不对称性。此外,MHD波的初始波长与流体碰撞产生的磁位形有关。我们还发现,真正的3D系统响应较小的波幅。在这项研究中,我们提出了一个参数空间描述的机制,导致产生的MHD波的碰撞流的电晕。未来对这些波的观测可用于了解日冕等离子体和磁场的性质。
2019-05-09 astro-ph.SR
Effects of field-aligned flows on standing kink and sausage modes supported by coronal loops
基本驻波模及其泛音在日冕地震学中起着重要的作用。我们研究如何一个显着的磁场对齐流影响的冠状环,在这里模拟为冷磁板支持的常设模式。特别感兴趣的是扭结和香肠模式的基频与其$(n-1)$次泛音($P_1/nP_n$)的周期比,以及香肠模式的阈值半宽长比。对于固定扭结模式,流动通常显著地减少了$P_1/nP_n$,对于较大的$n$,以及当环路与其周围的密度对比$ρ_0/ρ_e$较弱时,该效果特别强。也就是说,即使当$ρ_0/ρ_e$接近无穷大时,这种影响仍然很大,当阿尔文马赫数$M_A$达到0.8时,$M_A$以内部阿尔文速度为单位测量回路流动速度,相对于静态情况,$n=2$($n=4$)的最小$P_1/nP_n$减小了13.7%(24.5%)。对于站立香肠模式,虽然不可忽略,但减少$P_1/nP_n$的流动效应不那么强。然而,阈值半宽长比是相当大的流动的情况下比其静态对应。对于范围$[9, 1024]$中的$ρ_0/ρ_e$和范围$[0, 0.5]$中的$M_A$,详尽的参数研究得出,该阈值由我们的方程(23)很好地拟合,该方程(23)以简单的方式涉及两个参数。这允许当在其中识别出站立香肠振荡时,分析地约束具有已知宽长比的环的组合$(ρ_0/ρ_e, M_A)$。它还允许人们进一步研究部分香肠模式的想法,并发现流显着减少部分模式允许的空间范围。
2013-09-22 astro-ph.SR
Concurrent Kink and Sausage Waves in A Crescent Shaped Structure Over A Limb Prominence
该研究利用EIS/HINODE和AIA/SDO观测太阳西边缘日珥新月形结构,发现扭结波(周期33.4分钟)和香肠波(周期20.8分钟),并估算其物理参数,为日珥波动研究提供新见解。
2023-11-16 astro-ph.SR
Wave modes excited by photospheric p-modes and mode conversion in a multi-loop system
上下文波在日冕中无处不在,有迹象表明它们是由光球p模激发的。然而,目前还不清楚日冕环中的p模式如何转换为香肠模式和横向(扭结)模式,这些模式在日冕中观察到。目标。我们的目标是研究这些波模式是如何激发在较低的日冕光球声波。方法.我们建立了3D磁流体静力学环路系统,从光球到低日冕具有多个倾角。然后,我们用MANCHA代码模拟了这些大气,在该代码中,我们用域底部的p模式驱动器扰动平衡。通过将速度扰动分解为纵向、垂直和方位角分量,我们可以研究波动的行为。结果在垂直通量管中,我们发现了变形的快香肠表面波和慢香肠体波。在倾斜磁通管中,可以激发出快扭体表面波、慢香肠体波、快香肠表面波或平面波。此外,我们计算了波转换因子(0 $\le$ C $\le$ 1)从声波到磁波的行为,通过采取的平均磁能通量的总和的比率,并将其与常用的理论转换因子。我们发现,在10 $^\circ$到30 $^\circ$的磁场倾角之间,这两种方法都在40%以内。对于较小的倾角,绝对偏差小于0.1。
2019-05-06 astro-ph.SR
Sausage, kink, and fluting MHD wave modes identified in solar magnetic pores by Solar Orbiter/PHI
本研究利用 Solar Orbiter/PHI 的高质量观测数据,首次在太阳磁孔中同时识别出香肠、扭折和凹槽 MHD 波模,并量化了各波模的能量贡献。
2024-04-29 astro-ph.SR
On the nature of transverse coronal waves revealed by wavefront dislocations
日冕波是日冕中等离子体动力学的一个重要方面。波前位错是自然界中大多数波的拓扑特征,也是磁流体力学波的拓扑特征。日冕波中有位错吗?位错的发现和解释可以揭示传播波的性质和特征,它们在日冕中的相互作用以及一般的等离子体动力学。我们积极识别位错的冠状波观测的冠状多通道偏振仪(CoMP)的发射日冕线的多普勒频移的奇点。我们研究了可能的奇异性,可以预期在冠状波,并试图重现所观察到的位错的本地化和频率的外观。观测到的位错只能用沿日冕磁场传播的不同频率的扭折波和香肠波模的干涉来解释。在横向于传播的平面中,振荡等离子体的横截面必须小于空间分辨率,并且两个波导致通过投影到视线上而混合的净纵向和横向速度分量。阿尔文波可以负责的扭结模式,但磁声香肠模式是必要的,在所有情况下。不包括更高(长笛)模式。扭结模式的压力幅值小于香肠模式的压力幅值,但其观测到的速度较大。这使位错集中在环的顶部。为了解释位错,任何日冕波的模型都必须包含扭结波和香肠波模式的同时传播和干涉,这两种模式的频率相当但不同,香肠波的振幅比扭结波的振幅小得多。
2015-05-13 astro-ph.SR
On the properties of slow mhd sausage waves within small-scale photospheric magnetic structures
磁声波在太阳大气中的磁结构中的存在是有据可查的。应用太阳磁震学(SMS)技术,使我们能够推断这些结构的背景属性。在这里,我们的目标是确定所观察到的磁声波的属性,并研究低层太阳大气中的磁结构的背景属性。使用荷兰开放望远镜(DOT)和太阳大气层快速振荡(ROSA)仪器,我们捕获了两个系列的高分辨率强度图像,其中两个孤立的磁孔具有短节奏。结合小波分析和经验模态分解(EMD),我们确定了横截面内的特征周期(即,时间序列和强度序列。然后,应用线性磁流体力学(MHD)理论,我们确定了这些振荡的MHD框架内的模式。在这两个磁孔内检测到几个振荡。它们的周期从3到20分钟不等。结合小波分析和EMD使我们能够自信地找到面积和强度振荡之间的相位差。从这些观察到的特征,我们得出结论,检测到的振荡可以归类为慢香肠MHD波。此外,我们确定了这些振荡的几个关键属性,如径向速度扰动,磁场扰动和垂直波数使用太阳磁震学。相关波数的估计范围揭示了这些振荡被困在这些磁性结构中。我们的研究结果表明,检测到的振荡是驻谐波,这使我们能够估计的扩展因子的波导采用SMS。计算的膨胀系数范围为4 - 12。
2015-10-29 astro-ph.SR
Coronal kink oscillations and photospheric driving: combining SolO/EUI and SST/CRISP high-resolution observations
本研究结合SolO/EUI与SST/CRISP高分辨率观测,量化了不同活动区光球驱动日冕环扭转振荡的特性,发现光球强度与振荡振幅存在关联,为光球驱动机制提供观测约束并可验证数值模型。
2025-02-28 astro-ph.SR
Kelvin-Helmholtz instability of kink waves in photospheric twisted flux tubes
我们调查的条件下,扭结磁流体动力学波沿光球均匀扭曲的轴向质量流通量管传播成为不稳定的结果的开尔文-亥姆霍兹不稳定性。我们采用的色散关系的扭结波推导出的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。在固定的输入参数和几个质量流速度的色散关系进行了数值求解。我们表明,波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,管内的磁场线的扭曲,和阿尔芬-马赫数的值(磁通量管内的喷射速度与阿尔芬速度的比例)。在一定的密度和磁场扭转下,如果Alfven-马赫数超过一个临界值,就会出现Kelvin-Helmholtz型扭折(m = 1)模的不稳定性。当磁场扭曲度在0.36- 0.4范围内且流速超过某一临界值时,在低于无扭曲的临界Alfven-马赫数时,观测到的质量流可能触发弱扭曲光球磁通量管中扭折(m = 1)模的Kelvin-Helmholtz不稳定性。弱的外部磁场(与管内磁场的比值在0.1- 0.5的范围内)稍微增加该临界值。
2012-09-28 astro-ph.SR
The effect of flow on resonant absorption of slow MHD waves in magnetic flux tubes
在本文中,我们研究了存在纵向背景流的扭结和香肠振荡。我们研究了磁孔隙条件下,在流动的存在下,在缓慢的连续介质中的扭结和香肠模式的共振吸收。我们确定色散关系,然后数值求解,并找到慢扭结和香肠表面模式的频率和阻尼率。在长波极限下,得到了慢表面模阻尼率的解析解。我们表明,在等离子体流的存在下,共振吸收可以导致强阻尼的前向波,可以被认为是一个有效的机制,以证明非常迅速的阻尼慢表面香肠波中观察到的磁性孔隙。此外,等离子体流降低了共振吸收的效率,以衰减后向波。此外,对于孔隙条件,我们的模型避免了共振不稳定性。
2021-01-03 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The spectrum of kink-like oscillations of solar photospheric magnetic elements
最近,新的高空间和时间分辨率的太阳光球观测的可用性,允许在小的磁性元素的振荡的研究。已经发现,小的磁性元件承载着丰富多样的振荡,可检测为强度、纵向或横向速度波动,这些波动被解释为MHD波。小的磁性元素,达到或低于现代太阳望远镜目前的空间分辨率,被认为在太阳大气层上层的能量收支中发挥着相关的作用,因为它们被发现覆盖了太阳光球层的很大一部分。不幸的是,有限的时间长度和/或节奏的数据集,或存在的看到引起的影响,阻止了,到目前为止,在小的磁性元件的扭结状振荡的功率谱的估计具有良好的精度。受此启发,我们通过利用Hinode卫星上的太阳光学望远镜获得的持续时间很长且节奏很高的数据,研究了小磁性元素中的扭结状振荡。在这项工作中,我们提出了这种分析的结果,通过研究扭结状振荡的功率谱密度的统计基础上。我们发现,小的磁性元素表现出大量的光谱特征在1-12兆赫的范围内。更有趣的是,这些光谱特征中的大多数在磁性元素之间并不共享,而是代表每个磁性元素本身的独特签名。
2013-10-09 astro-ph.SR
Quasi-Periodic Pulsations Driven by Structural Oscillations in a Kink-Unstable Flaring Coronal Loop
本研究通过三维磁流体动力学模拟及回旋同步辐射前向建模,探究扭结不稳定耀斑日冕环的结构振荡与准周期脉动的关联,发现辐射振荡由香肠模和扭结模驱动但频率关系复杂,为耀斑环物理参数诊断提供基础。
2025-10-06 astro-ph.SR
Damping of slow surface kink modes in solar photospheric waveguides modeled by one-dimensional inhomogeneities
鉴于最近的兴趣磁流体动力学(MHD)波在孔隙和太阳黑子阴影,我们研究的阻尼慢表面扭结模式(SSKM)建模太阳光球波导与圆柱形的不均匀性,包括一个统一的内部,一个统一的外部,和一个连续的过渡层(TL)之间。执行本征模分析线性,电阻,无重力MHD,我们的方法是理想化的,除其他事项外,我们的平衡结构仅在径向方向。尽管如此,我们可以同时解决两个阻尼机制,一个是欧姆电阻率,另一个是尖点和Alfv $\acute{\rm e}$ n连续体中SSKM的共振吸收。我们发现,这两种机制的相对重要性敏感地依赖于磁雷诺数($R_{\rm m}$)。共振吸收是唯一的阻尼机制,实际上大的$R_{\rm m}$值,和尖点共振一般占主导地位的Alfv $\acute{\rm e}$ n之一,除非轴向波数是在观测相关范围的下端。我们还发现,薄边界近似仅在TL宽径比远小于名义预期时才成立。欧姆电阻率对于实际上小的$R_{\rm m}$更为重要。即使在这种情况下,SSKM也只是轻微阻尼,在我们检查的参数范围内,阻尼时间与周期之比达到$\sim 10$。
2020-12-31 astro-ph.SR
Generation of Magnetohydrodynamic Waves in Low Solar Atmospheric Flux Tubes by Photospheric Motions
最近的地面和空间观测揭示了太阳光球层对流单体之间存在小尺度运动。在这些区域中,由于颗粒运动和背景磁场的相互作用,产生了小尺度磁通量管。本文研究了这些运动对宽带光球驱动器激发磁流体动力学波的影响。对埋在光球层和低色球层($β=1$以上)之间的实际太阳重力分层大气中的磁通量管中线性磁流体动力学波的传播进行了数值实验。水平和垂直速度场驱动器模拟颗粒抖振和太阳全球振荡。一个统一的扭转驱动程序,以及阿基米德和对数螺旋驱动程序模仿观察到的太阳光球扭转运动。结果进行了分析,使用一种新的方法提取的平行,垂直和方位角分量的扰动,这迎合了线性和非线性的情况下。采用这种方法产生的波模式的数值模拟中激发的识别,并通过速度扰动和波能量通量的激发模式进行比较。计算波能通量分布,使激发模式的相对强度的量化。扭转驱动器主要激发Alfvén模式(约占总通量的60%),缓慢扭结模式的贡献很小,对于对数螺旋驱动器,还有少量的缓慢香肠模式。水平和垂直驱动器分别激励主要是慢扭结或快香肠模式,具有取决于通量表面半径的小变化。
2014-11-07 astro-ph.SR
Inferring flare loop parameters with measurements of standing sausage modes
在太阳耀斑的光变曲线中,存在大量的准周期脉动(QPP),这可能与耀斑环中的“站立快速香肠”模有关。本研究继续我们的调查,以反演测量周期$P$和阻尼时间$τ$的香肠模式,推导出横向阿尔文时间$R/v_{\rm Ai}$,密度对比$ρ_{\rm i}/ρ_{\rm e}$,和陡峭的密度分布横向耀斑环的可能性。一个通用的色散关系(DR)管理的线性香肠模式推导出无压圆柱体的任意形式的密度不均匀性发生在气缸内。我们表明,在一般情况下,反演问题是欠确定的QPP事件,只有一个单一的香肠模式存在,测量空间解决或未解决。虽然可以在一定程度上推断出$R/v_{\rm Ai}$,但是可能的陡度参数的范围可能太宽而没有用。然而,对于存在附加模式的空间分辨测量,可以自洽地推导出$ρ_{\rm i}/ρ_{\rm e}$、轮廓陡度和内部阿尔文速度$v_{\rm Ai}$。我们表明,至少对于最近的QPP事件,涉及一个基本的扭结模式,除了香肠,耀斑环参数很好地约束,即使横向密度分布的具体形式仍然未知。我们的结论是,空间分辨,多模QPP测量需要进行推断耀斑环参数。
2015-12-11 astro-ph.SR
Excitation of Multi-periodic Kink Motions in Solar Flare Loops: Possible Application to Quasi-periodic Pulsations
磁流体动力学(MHD)波常被用来解释太阳耀斑中的准周期脉动(QPP)现象。我们使用三维MHD模拟研究了直耀斑环对扭结状速度扰动的响应,并使用快速回旋同步加速器程序对微波辐射进行了正演模拟。同时产生两个周期的扭折运动,其中长周期分量PL = 57s为径向基本扭折模,短周期分量PS =5.8s为第一漏扭折模。正演模拟结果表明,在某些视线范围内,微波强度存在双周期振荡。将光束尺寸增大到(1”)^2并不能消除微波振荡。我们建议,第一泄漏扭结模式是一个很有前途的候选机制,占短周期QPP。具有高空间分辨率的射电望远镜可以帮助区分这种新机制与香肠模式等传统解释。
2023-01-13 astro-ph.SR
A 50-min coronal kink oscillation and its possible photospheric counterpart
本文观测到一个日冕环的双周期振荡,发现光球层长周期磁场变化可通过“小提琴”机制驱动日冕环短周期本征扭曲振荡,证实低于截止频率的低频光球运动能到达日冕。
2025-10-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Multi-height Identification of Sausage and Fluting Eigenmodes in a Solar Pore
Queen’s University Belfast(贝尔法斯特女王大学);Max Planck Institute for Solar System Research(马克斯·普朗克太阳系研究所);California State University Northridge(北岭加州州立大学);ASI Italian Space Agency(意大利航天局);Northumbria University(诺森比亚大学);The University of Sheffield(谢菲尔德大学)
利用Sunrise-III/SUSI观测数据,通过正交分解识别太阳黑子边界振荡中的轴对称香肠模(~1-2 mHz)和m=2槽纹模(~2-3.5 mHz),并首次实现多高度相位特征分析。
2026-06-29 astro-ph.SR
Wave Damping Observed in Upwardly Propagating Sausage-mode Oscillations contained within a Magnetic Pore
我们目前的观测证据的可压缩磁流体动力学波模式从太阳光球通过太阳磁孔的过渡区的基础上传播。使用邓恩太阳望远镜同时获得了四个波段的高节奏图像。采用傅立叶和小波技术,香肠模式振荡显示显着的功率检测强度和面积波动。强度和面积起伏的周期范围为181- 412 s,平均周期约为290 s,与全局p模谱一致。发现存在于相邻带通中的强度和面积振荡彼此异相,在4170埃连续体-G带、G带- Na I D1和Na I D1 - Ca II K高度之间分别显示6.12度、5.82度和15.97度的相位角,重申存在向上传播的香肠模式波。0度之间的相位关系相同的带通发射和面积扰动的孔隙最好归类波属于“慢”制度的色散图。理论计算表明,这些波是表面模式,初始光球能量超过35000 W/m^2。波能量学表明能量随大气高度的大幅降低,证实磁孔能够传输表现出可观的能量阻尼的波,这可能会释放相当大的能量到本地色球等离子体中。
2015-05-11 astro-ph.SR
The Propagation of Coherent Waves Across Multiple Solar Magnetic Pores
太阳孔隙是将磁流体动力学波能量传播到太阳大气外层的有效磁通道。孔隙观测通常包含孤立的和/或不相连的结构,阻止波活动作为大气高度的函数的统计检查。在这里,使用邓恩太阳望远镜获得的高分辨率观测,我们研究光球和色球波签名从一个独特的收集磁孔起源于同一个衰变的太阳黑子。高节奏光球成像的小波分析揭示了普遍存在的慢香肠模式振荡,通过强度和面积波动的比较,在所有光球孔相干,产生统计上显着的同相关系。这些波的普遍性质允许调查波的活动是否保持一致,因为他们传播。利用双扇区多普勒速度分析的Ca II 8542的多普勒线,旁边的建模光谱响应函数的比较,我们发现细尺度5兆赫功率放大的波传播到色球层。跨越不同线深度的共空间双扇区之间的接近零度的相位角指示针对过渡区边界的反射之后的站立香肠模式。相邻孔隙之间的色球速度的傅立叶分析揭示了在光球中观察到的波的相干性的湮灭,从单个孔隙的强度和速度信号的检查表明它们表现为断裂的波导,而不是单片结构。重要的是,这项工作强调了大气高度的波形态是非常复杂的,在色球层观察到巨大的差异,尽管等效波模式被引入到光球中的类似孔隙中。
2022-09-13 astro-ph.SR
Sensitivity of Coronal Loop Sausage Mode Frequencies and Decay Rates to Radial and Longitudinal Density Inhomogeneities: A Spectral Approach
太阳磁冕环中的快速香肠模只完全包含在不切实际的短密集环中。否则,它们是泄漏的,作为向外的波将能量损失到周围。这会导致任何振荡随时间呈指数衰减。因此,同时观测周期和衰变率揭示了所观测模式的本征频率,并可能洞察到管的不均匀内部结构。在这篇文章中,一个全球性的谱描述的振荡,结果在一个隐式矩阵特征值方程的特征值主要与矩阵的对角项。如果管子是均匀的,非对角项同样消失。一个线性化的扰动方法,适用于相对于一个统一的参考模型,开发,使本征值明确。隐式本征值问题很容易解决的数值虽然,它表明,知识的实部和虚部的本征频率是足够的,以确定的宽度和密度对比度的边界层超过该管的增强内部密度下降到环境值。线性化的密度内核的开发,显示灵敏度只有极端外部的径向基本模式的循环,特别是对于小的密度增强,没有灵敏度的核心。更高的径向谐波确实显示出一些内部灵敏度,但这些将更难以观察。只有扭结模式对管中心敏感。{沿着环路的内部和外部阿尔文速度的变化对基本无量纲本征频率的影响很小,尽管随着分层的增加,相关的本征函数在环路顶点处变得更加紧凑,甚至可能从顶点移位。
2017-11-01 astro-ph.SR
The effect of linear background rotational flows on magnetoacoustic modes of a photospheric magnetic flux tube
太阳磁通量管中的磁声波可能会受到背景旋转流的影响。在这里,我们调查的行为$m=0$和$m=\pm 1$模式的磁通量管中存在的线性背景旋转流嵌入光球环境。我们发现,包含背景旋转流的轴对称$m=0$香肠模式得到的本征解的影响不大。然而,扭结模式的解决方案取决于由慢频率修改的流动共振的位置。背景旋转流导致修改后的流动共振,以拥有更快的相速度的情况下,$m=1$在细管(TT)的限制。这导致在解决方案中的缓慢的身体和缓慢的表面扭结模式遵循这个轨迹,改变他们的分散行为。对于光球通量管在TT限制,我们表明,它变得很难区分慢表面和快表面扭结($m=1$)模式比较后,他们的本征函数。二维速度场图演示了这些波在背景旋转流的存在下如何出现在观测数据中。对于慢体扭折模态,在总压扰动中可以观察到旋涡模式。此外,管边界经历了螺旋运动从打破方位角对称,其中$m=1$和$m=-1$模式成为异相,这表明所产生的扭结波是圆偏振的。这些结果可能对太阳磁涡旋中磁流体动力学波的地震学研究有一定的意义。
2022-12-01 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Field lines twisting in a noisy corona: implications for energy storage and release, and initiation of solar eruptions
我们提出了模拟太阳日冕的封闭区域,通过一个强大的磁场,局部光球涡旋运动扭曲的日冕磁力线线程。研究了笛卡尔几何中约化磁流体动力学区域的线性和非线性动力学。最初的磁场线得到扭曲和系统变得不稳定的内部扭结模式,确认和扩展以前的结果。在这类研究中,当初始条件为光滑场和通量管时,我们忽略了涨落,直到出现不稳定性,场都是层流的。但先前的研究表明,由光球运动和日冕动力学激发的波动自然存在于日冕场中的所有尺度。因此,为了了解光球涡旋对更真实的日冕的影响,我们继续在扭结不稳定性发生后进行模拟,此时日冕中已经产生了湍流波动。在非线性阶段,系统不再回到简单的初态,场线发生有序扭曲,不再出现扭结不稳定性。尽管如此,磁力线还是会扭曲,但却是以一种无序的方式,能量通过逆级联在大尺度上积累。当与邻近结构发生相互作用或通过其他机制发生相互作用时,这种能量随后可以在微耀斑或更大的耀斑中释放。对日冕动力学和CME启动的影响进行了讨论。
2013-03-25 astro-ph.SR
The generation and damping of propagating MHD kink waves in the solar atmosphere
将太阳上层大气加热到一百万度以上和将太阳风加速到每秒几百公里所需的非热能的来源仍然不清楚。提供所需能量通量的一种机制是不可压缩的扭转阿尔文和扭结磁流体动力学(MHD)波,它们是由太阳普遍而复杂的磁场支持的磁主导波。特别是,最近已经观察到传播的MHD扭结波在整个太阳大气中无处不在,但是,直到现在,扭结波能量在整个太阳大气中传输的关键细节还不清楚。在这里,无处不在的波被利用的统计研究在高度动态的太阳色球层。这个大规模的调查允许确定色球扭结波速度功率谱,一个缺失的环节,必要的确定光球和日冕之间的能量传输。最重要的是,功率谱包含的证据表明,水平光球运动是在静止的太阳扭结波产生的主要机制。此外,测量的日冕功率谱的比较,揭示频率依赖的传输配置文件表明有增强阻尼的扭结波在较低的日冕。
2014-01-28 astro-ph.SR
Photospheric observations of surface and body modes in solar magnetic pores
在过去的几年里,在确定太阳大气层内发现的一些磁结构中可观察到的各种低阶磁流体动力学波模式方面取得了很大进展。然而,这些模式的一个方面仍然难以捉摸,直到现在,是他们的指定为表面或身体模式。这种特性对这些模式如何将能量从波导传输到周围等离子体具有重要意义。在这里,第一次我们的知识,我们提出了结论性的,直接的证据,这些波的特点,在许多孔观察到支持香肠模式。以及概述的方法来检测这些模式的观测,我们估计与每个模式相关的能量。我们发现表面模式更频繁地在数据中,而且表面模式似乎携带更多的能量比那些显示签名的身体模式。我们发现的频率范围为2至12兆赫的体模高达11兆赫,但我们没有发现表面模式高于10兆赫。预计我们应用的技术将帮助研究人员在其他模式和不同的结构中搜索表面和身体特征。
2018-03-05 astro-ph.SR
On the Modeling of Kink Oscillations in Fine-Structured Coronal Loops with Field-aligned Nonlinear Longitudinal Disturbances
National Institute of Technology Delhi(德里国家理工学院);University of Dundee(邓迪大学);University of Maryland College Park(马里兰大学帕克分校)
研究初始场向速度流引发的非线性纵向扰动对精细结构日冕环链中扭结振荡阻尼的影响,用二维理想磁流体动力学模拟不同流动几何形状,发现其显著影响阻尼时间,为日冕相关研究提供重要参考。
2026-07-28 astro-ph.SR
Selective spatial damping of propagating kink waves due to resonant absorption
有观测证据表明,扭结波的传播是由光球运动驱动的。这些扰动,解释为扭结磁流体动力学(MHD)波衰减,因为它们向上传播的太阳日冕。在本文中,我们表明,共振吸收提供了一个简单的解释,这些波的空间阻尼。本文用圆柱形太阳磁通量管模型研究了扭结磁流体动力学波。假设频率为实频率,纵波数为复波数,解析计算了共振吸收产生的阻尼长度和单位波长阻尼。由共振吸收引起的扭折波传播的阻尼长度是频率的单调递减函数。对于低频率的扭折波,阻尼长度正好与频率成反比,我们将其表示为TGV关系。当移动到高频率时,TGV关系仍然是阻尼长度对频率的实际依赖性的非常好的近似。这种依赖性意味着共振吸收是选择性的,因为它有利于低频波,并且可以有效地从扭结波的宽带频谱中去除高频波。它是选择性的,因为阻尼长度与频率成反比,使得阻尼随着频率的增加而变得更严重。这意味着径向不均匀性可能导致太阳能波导成为宽带干扰的自然低通滤波器。因此,扭结波列沿着,例如,日冕环,将有更大比例的高频分量消散在大气层的较低位置。这可能对太阳大气中波加热的空间分布产生重要影响。
2010-04-26 astro-ph.SR
Observational evidence for buffeting induced kink waves in solar magnetic elements
漫射光球磁性元素在太阳大气层上层能量收支中的作用是最近许多研究的主题。这是由于对太阳光球层进行了高时间和空间分辨率的观测,从而能够跟踪大量的磁性元素以研究其动态。在这项工作中,我们利用一个长的时间序列的太阳光球的无视磁图研究的影响,湍流对流的激励扭折振荡的磁性元件。本文利用经验模态分解(EMD)方法研究了几种磁通量管的横向振荡。这种技术允许分析非平稳时间序列,例如与这些通量管的水平速度相关的时间序列,这些通量管被颗粒流连续平流和分散。我们的主要研究结果揭示了扭结振荡,这是一个基本模式的次谐波与$7.6 \pm 0.2$分钟周期的低频模式的激励。这些结果构成了一个强有力的情况下,观测证明的激励扭结波的对流细胞在太阳光球的抖振,并讨论了其可能的作用,在太阳上层大气的能量收支。
2014-08-18 astro-ph.SR
Hydromagnetic Instabilities in Neutron Stars
在广义相对论中,我们假设多方状态方程,建立了中子星极向磁场的非线性理想磁流体动力学模型。我们确定熟悉的磁流体模式,特别是“香肠/静脉曲张”模式和“扭结”固有的极向磁场的不稳定性。这种演化主要是由扭结不稳定性引起的,它导致了磁场的灾难性重构。系统随后演化到新的、非轴对称的、准平衡的最终状态。这个稳定的准平衡分支的存在可能会对磁星物理学产生影响,包括耀斑的产生机制和准周期振荡的解释。
2011-05-24 astro-ph.SR gr-qc
The Origin of Type I Spicule Oscillations
我们使用高空间和时间分辨率的图像,获得与快速振荡在太阳大气仪器在邓恩太阳望远镜,揭示如何生成横波在I型针状体是一个直接的结果,发生在光球的纵向振荡。在这里,我们展示了如何压力振荡,周期在130 - 440秒的范围内,表现在小规模的光球磁亮点,并产生扭结波在太阳的外层大气中的横向速度接近当地的声速。通过比较我们的观察与先进的二维磁流体动力学模拟,我们提供的证据磁声振荡,在太阳表面产生的,漏斗向上沿I型针状结构,在经历的横向到横向模式转换成波在初始驱动频率的两倍。由此产生的扭结模在色球等离子体中可见,周期为65 - 220 s,振幅通常超过400 km。香肠模式振荡也出现作为光球驱动程序的结果,这是可见的模拟和观测的时间序列。我们的结论是,模式转换和周期修改是一个直接的后果,90度相移涵盖光球驱动器的相对两侧。这些波的色球能量通量估计约为300,000 W/m^2,这表明它们有足够的能量来加速太阳风,并将局部日冕加热到数百万度的温度。
2011-11-23 astro-ph.SR
The Physical Nature of Spiral Wave Patterns in Sunspots
最近,在太阳黑子本影的3分钟振荡中已经检测到螺旋波图案(SWPs),但是这种现象的本质仍然是难以捉摸的。我们提出了一个理论模型,解释所观察到的SWPs的叠加的两个不同的方位角模式的慢磁声波驱动的表面以下的无扭曲和非旋转的磁性圆柱。我们将此模型应用于安装在1.6米古德太阳望远镜的快速成像太阳光谱仪观测到的孔隙中的视线(LOS)速度的SWPs。单臂和双臂SWPs被确定在3分钟振荡的LOS多普勒速度图的瞬时振幅。相关振荡周期约为160 s,持续时间约为5 min.在我们的理论模型中,所观察到的螺旋结构解释的非零方位角模式驱动1600公里以下的光球在孔隙中的叠加。单臂SWP由形成孔隙的磁通管的慢体香肠(m = 0)和扭结(m = 1)模式产生,双臂SWP由形成孔隙的磁通量管的慢体香肠(m = 0)和凹槽(m = 2)模式产生。
2019-05-22 astro-ph.SR
Dissipative Instability of Magnetohydrodynamic Sausage Waves in a Compressional Cylindrical Plasma: Effect of Flow Shear and Viscosity Shear
研究剪切流和黏性对压缩圆柱等离子体中MHD腊肠波耗散不稳定性(DI)的影响,推导了慢腊肠模式的解析色散关系,发现慢表面模式增长率与轴向波数和流剪切成正比,而慢体模式在特定波数处达峰值。
2023-09-11 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Quasimodes in the cusp continuum in nonuniform magnetic flux tubes
磁流体波的研究对于理解太阳大气加热和太阳大气地震学都有重要意义。在这个领域中,对圆柱体中的波模式特性的分析研究特别令人感兴趣,因为许多大气结构可以在第一近似中被建模。我们使用线性化的理想MHD研究准模式(通过共振吸收阻尼的全球模式)的频率在尖点连续,在一个直圆柱体与圆形基地和非均匀层在其边界上,分离两个均匀的等离子体区域内部和外部。我们特别感兴趣的是这些模式的阻尼,因此将试图确定它们的频率作为背景参数的函数。对理想MHD方程进行线性化后,得到了非均匀层中扰动总压的二阶微分方程的解,其形式为围绕正则奇点(Alfvén和尖点共振位置)的Frobenius级数,以及围绕正则奇点的幂级数。通过适当地连接这些解决方案,通过非均匀层,并与均匀区域的内部和外部的圆柱体的解决方案,我们推导出系统的本征模的频率的色散关系。从色散关系,也可以找到准模的频率,即使它们不是本征模。作为一个例子,我们发现的慢表面香肠准模的频率作为非均匀层的宽度的函数,为光球条件相关的纵向波数的值。研究结果与另一篇研究电阻慢表面香肠本征模的论文中的结果相吻合。我们还讨论了准模的微扰分布和连续模的本征函数。
2022-03-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Can MHD Oscillations Modulate Quasi-Periodic Plasma Release from Coronal Streamers?
Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute(伊戈尔·西科尔斯基基辅理工学院);Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam(波茨坦莱布尼茨天体物理研究所)
本文提出源-调制器框架区分等离子体释放与节律调制,通过参数空间分析评估多种MHD响应,发现紧凑慢模是约束最佳的稳定压缩调制器,并指出确认其作用需约束纵向反射和阻尼。
2026-09-09 astro-ph.SR