Progress in global helioseismology: a new light on the solar modelling problem and its implications for solar-like stars
自从第一次观测到太阳振动以来，日震学一直是天体物理学中最成功的领域之一。高质量的数据是通过实施地面观测站网络（如GONG项目或BiSON网络）以及天基望远镜（如SOHO和SDO任务）获得的。除了改进观测数据外，太阳地震学家还开发了复杂的技术来推断太阳的内部结构。这些方法在地球物理学领域已经广泛使用，称为反演技术。它们允许确定太阳对流包层的位置，其氦丰度和热力学量的内部径向分布。早在20世纪90年代，这些比较表明太阳模型和太阳之间的一致性非常高。然而，向下修订的CNO表面丰度在太阳引起了急剧减少，导致太阳模型问题的协议。10多年后，在天基测光飞行任务的时代-这些飞行任务已将类太阳恒星的星震学确立为获得其质量、半径和年龄的标准方法-太阳模型问题仍有待解决。我们将介绍新的日震反演结果，讨论当前太阳模型的不确定性以及太阳问题的一些可能解决方案。我们将展示日震学如何帮助我们掌握模型中的错误。我们还将表明，远不是一个参数的太阳模型的细节，太阳的问题有显着的影响，地震学类太阳恒星，在主序星和超越，影响asteroseismology作为一个整体，以及需要精确和准确的知识，恒星的质量，半径和年龄的领域，如银河系考古学和系外行星学。
2019-06-19 astro-ph.SR
Some glimpses from helioseismology at the dynamics of the deep solar interior
日震学教会了我们很多关于太阳内部的分层和运动学的知识，足以让我们着手进行比以前更详细的动力学研究。迄今为止，最复杂的研究是对流区的数值模拟，特别是近年来，从中学到了很多东西。这些模拟，以及他们所面临的地震学证据，在本卷的其他地方进行了审查。我们对太阳内部辐射的全球动力学的理解还处于一种更为原始的状态。尽管如此，还是取得了一些进展，地震学的推断为我们提供了更多的证据。我在这里总结了其中的一些，并在传递的提示中提到了未来的方向。
2015-05-31 astro-ph.SR
An upper bound from helioseismology on the stochastic background of gravitational waves
宇宙被认为是由天体物理学和宇宙学起源的引力辐射随机背景所渗透。这种背景能够激发类太阳恒星的振荡。在这里，我们表明，类太阳振荡器可以作为巨大的流体动力学探测器，这样的背景在muHz至mHz的频率范围内，这基本上一直未被探索，直到今天。我们证明了这种方法，使用高精度的径向速度数据的太阳约束的归一化能量密度的随机引力波背景约0.11兆赫。这些结果为像CoRoT和开普勒这样的行星地震任务探索基础物理学提供了可能性。
2014-03-28 astro-ph.SR gr-qc
A Comparison Between Global Proxies of the Sun's Magnetic Activity Cycle: Inferences from Helioseismology
按照最近的标准，上一次太阳活动极小期异常的深和长。我们现在接近随后的太阳周期的最大值，这是相对较弱的。在这篇文章中，我们对太阳磁活动的不同全球（未解决的）测量进行了比较，以研究它们如何响应这个弱活动时期。我们侧重于日震数据，这是敏感的条件，包括磁场的特点，在太阳内部。还考虑了光球层（太阳黑子数和太阳黑子面积）、色球层和日冕（10.7厘米射电通量和530.3纳米绿日冕指数）中的磁场测量值，以及两个靠近地球的太阳磁场活动测量值（行星际磁场和银河宇宙射线强度）。活动代理的缩放版本偏离日震数据在2000年左右，表明代理之间的关系的变化。太阳黑子面积和10.7cm通量的偏离程度随代理的不同而不同，而太阳黑子数、日冕指数和两个行星际代理的偏离程度则要大得多。在第24个太阳活动周期中，太阳代用指标和日震数据的偏差减小，这增加了第23个太阳活动周期中观测到的偏差仅仅是22年海尔周期的征兆的可能性。然而，日震数据和行星际代理的偏差在第24周增加。有趣的是，太阳代用指标和日震数据的差异并没有反映在主导的11年太阳周期之上观察到的短期变化（通常称为准两年期振荡）中。然而，尽管在第22周期中高度相关，行星际代理的短期变化与第23和24周期的日震数据几乎没有相关性。
2015-07-10 astro-ph.SR
Global Seismology of the Sun
对太阳和其他恒星的地震研究为了解这些恒星的内部提供了一个独特的窗口。多亏了日震学，我们对太阳的结构有了令人钦佩的精确了解。事实上，我们的知识足以将太阳用作实验室。我们还能够非常详细地研究太阳的动力学。日震数据还使我们能够探测太阳活动时太阳发生的变化。对太阳以外的恒星进行地震研究是一项相当新的工作，但我们在这一领域正在取得巨大进展。在这篇评论中，我讨论了一些技术中使用的日震分析和使用这些技术获得的结果。在这篇评论中，我专注于全球日震学的结果，即，利用太阳的正常振荡模式研究太阳。我还简要地谈到了星震学，对太阳以外的恒星的地震研究，并讨论了如何解释其他恒星的地震数据。
2016-06-22 astro-ph.SR
The noise wars in helio- and asteroseismology
在这次会议期间，对日震学（本地和全球）以及星震学的最新成果进行了审查，讨论了最热门的问题，并充分辩论了我们领域的未来前景。一个会议如此丰富的各种主题的解决是不可能深入审查的文件。因此，我在这里提出我对该领域的特殊看法，因为它是今天，集中在太阳类恒星和全球日震学。我发现，这种联系是我们都在不断地与噪音源作斗争，这些噪音使我们的学习变得困难。数据中的噪音，反演中的噪音，我们推断模型的精度和准确性......
2012-10-17 astro-ph.SR
Towards inertial-mode helioseismology: Direct sensing of solar rotation at 75 deg latitude and 0.8 Rsun
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung（马克斯·普朗克太阳系统研究所）；Institut für Astrophysik und Geophysik, Georg-August-Universtät Göttingen（哥廷根大学天文与地球物理研究所）；Center for Astrophysics and Space Science, NYUAD Institute, New York University Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校天体物理学与空间科学中心）
本文通过高纬度惯性模式的观测，直接探测太阳自转，利用HMI/SDO提供的参考自转剖面，结合验证准确的特征值求解器，计算出高纬度惯性模式的频率扰动，发现其灵敏度核在75度纬度和0.8个太阳半径处达到峰值，并提出高纬度区域非线性修正的自转率修改方案，展示了惯性模式太阳震学在太阳对流区内部的直接约束作用。
2026-05-19 astro-ph.SR
Seismological challenges for stellar structure
日震学提供了关于太阳内部的非常详细的信息，正在进行和即将进行的小行星地震项目有望提供关于大量恒星的大量数据，尽管细节不那么详细。在太阳的情况下，在理解推断的太阳结构方面仍然存在严重的挑战，特别是在太阳表面成分的修正测定的情况下。此外，从日震学推断，在辐射内部和对流区的太阳旋转的起源，仍然缺乏一个安全的理解。在恒星的情况下，挑战肯定会出现，因为数据允许更详细地推断恒星核心的属性。在模拟方面，尚存在的大量不确定性涉及对流核心的性质和其他可能导致混合的过程。由于开发了解决这些和其他问题的星震特征，我们可以期待一个极具挑战性且令人兴奋的恒星天体物理学时代。
2010-07-10 astro-ph.SR
A Data-Driven MHD Model of the Global Solar Corona within Multi-Scale Fluid-Kinetic Simulation Suite (MS-FLUKSS)
我们已经开发了一个数据驱动的磁流体动力学（MHD）模型的全球太阳日冕，使用特征一致的边界条件（BC）的内边界。我们的全球日冕模型可以由不同的观测数据驱动，包括太阳动力学天文台/日震和磁成像仪（SDO/HMI）的天气矢量磁图，以及由时距日震学方法获得的光球水平速度数据，以及HMI、太阳和日球天文台/迈克尔逊多普勒成像仪（Michelson Doppler Imager）获得的视线磁图数据（SOHO/MDI）、国家太阳观测站/全球振荡网络组（NSO/GONG）和威尔科克斯太阳观测站（WSO）。我们实现了我们的模型在多尺度流体动力学模拟套件（MS-FLUKSS）-一套自适应网格细化（AMR）的代码建立在Chombo AMR框架在劳伦斯伯克利国家实验室开发。我们提出了一个概述我们的模型，特征BC，和两个结果，我们使用我们的模型：一个基准测试的偶极场松弛使用特征BC，和松弛的初始PFSS场驱动HMI LOS磁图数据，和水平速度数据获得的时间-距离日震学方法使用一组非特征BC。
2017-03-02 astro-ph.SR
Helioseismic Modeling of Background Flows
我们提出了一个三维（3D）的线性化可压缩欧拉方程（GALE -全球声学线性欧拉），用于模拟整个太阳内部的声学振荡的数值求解器。控制方程在标准太阳模型S产生的背景状态下，在全球球面网格（$0 \le ϕ\le 2π$，$0 \le θ\le π$，$0 \le r \le R_{\odot}$）上以守恒形式求解。我们实现了一个有效的伪谱计算方法来计算的可压缩材料导数二分之一的内部速度扰动的贡献，计算任意三维背景速度场的振荡。这个模型提供了一个“正演模拟”方法的基础，使用日震学技术来探索内部质量流的各种制度。我们证明了本文提出的数值方法的有效性，通过再现观测到的太阳能谱，显示旋转分裂由于差分旋转，并应用当地日震学技术来测量旅行时间由一个简单的单细胞纬向环流模型。
2020-12-18 astro-ph.SR
Supergranules as Probes of Solar Convection Zone Dynamics
超颗粒是在太阳表面看到的对流细胞，是一种水平流动的空间填充模式。虽然典型的超颗粒的直径约为35微米，他们表现出广泛的尺寸从~10微米到~100微米。在这里，我们表明，不同尺寸的超颗粒可以用来探测太阳的外对流区的旋转速率。我们发现，赤道旋转速率作为深度的函数，全球日震学测量匹配的赤道旋转作为波长的函数的超颗粒。这表明，超颗粒平流的深度等于其波长的流动，因此可以用来探测这些深度的流动。超颗粒旋转剖面表明，表面剪切层，通过它的旋转速率增加向内，延伸到深度~50毫米，纬度至少为70度。典型的超颗粒在高纬度地区被很好地观察到，并且具有一系列的尺寸，这些尺寸延伸到比通常可用于测量局部日震学的地下流动的深度更大的深度。这些特征表明，探测太阳对流区动力学与超颗粒可以补充日震学的结果。
2012-03-12 astro-ph.SR
Investigating Variations in Solar Differential Rotation by Helioseismology
本文提出含时日震反演方法，结合多源 p 模频率分裂观测，在整个太阳对流区验证发电机波信号并分析自转径向梯度。
2025-05-15 astro-ph.SR
Seismic Constraints on Interior Solar Convection
我们约束的速度谱分布的全球尺度的太阳对流细胞在深度使用当地日震学技术。我们校准日震波的灵敏度，以大规模的对流细胞在内部通过时间距离日震学的方法，通过全球太阳对流的速度快照传播的波分析模拟。应用相同的分析技术对太阳的观测，我们能够从上面的太阳对流细胞的大小作为空间对流尺度的函数绑定。我们发现，对流在深度为$r/R_\odot = 0.95$与空间范围$\ell <20$，其中$\ell$是球谐度，包括弱流系统，在15 m/s或less. Conventional功能的顺序比$r/R_\odot = 0.95$更深的图像由于日震波的灵敏度迅速下降。
2010-01-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Solar abundance problem
太阳的化学成分是天体物理学中最重要的量之一。太阳丰度是建模恒星大气，恒星结构和演化，人口合成，星系作为一个整体。太阳丰度问题是指日震学的观测数据与恒星内部模型对太阳的预测之间的冲突，如果这些模型使用3D和NLTE辐射转移模型获得的最新太阳化学成分。在这里，我们从观察和理论的角度来仔细研究这个问题。我们还提供了一个可能的解决方案列表，这些解决方案尚未经过测试。
2014-03-12 astro-ph.SR
No swan song for Sun-as-a-star helioseismology: performances of the Solar-SONG prototype for individual mode characterisation
SoHO上的GOLF仪器已经运行了近25年，但仪器的老化严重影响了其性能，特别是在低频p模式区域。在SoHO任务结束时，地面网络BiSON将仍然是唯一能够进行太阳综合日震观测的设施。因此，我们想评估像SONG这样的埃歇尔摄谱仪的日震性能。实际上，这种仪器的高精度和为星震目的所获得的数据的质量要求对该仪器进行太阳盘全球径向速度测量的能力进行评价。在泰德天文台的Solar-SONG 2018观测活动中获得的数据用于研究中低频p模式。通过结合传统的IDL iSONG管道和本文描述的新Python管道，减少了持续时间为30天的Solar-SONG时间序列。然后，对Solar-SONG和同期GOLF、BiSON和HMI数据执行围绕贝叶斯方法构建的模式拟合方法。对于这一同期时间序列，Solar-SONG能够以比BiSON和GOLF更低的频率（分别为1750 μ Hz对1946和2157 μ Hz）消除模式，而对于HMI，可以在1686 μ Hz消除模式。GOLF灵敏度的下降，然后通过多年来其低频p模式表征能力的演变进行评估。[删节]
2021-10-25 astro-ph.IM astro-ph.SR
Near-surface shear layer of solar rotation: origin and significance
日震学发现了太阳近表面自转剪切层，其上部10 Mm的剪切量不随纬度变化，较差自转理论通过近表面对流径向各向异性及湍流短相关时间解释该现象，该层是全球子午环流的主要驱动因素。
2023-11-24 astro-ph.SR
A new way to infer variations of the seismic solar radius
我们表明，从太阳的远侧到正面传播的波的平均相位，如地震全息测量，随时间而变化。这一变化与太阳活动周期密切相关，并与最近关于太阳地震半径变化的其他结果相一致。我们观察到的相位变化对应于从太阳最大值到太阳最小值的地震太阳半径的几公里差异，这与全球日震学研究的推论一致。
2009-02-06 astro-ph.SR
Pseudo-global Fitting of Gapped Helioseismic Data
模式拟合或“峰值装袋”是日震学中的一个重要步骤，可以用来确定太阳振荡的各种模式参数。我们最近开发了一种新的“伪全球”拟合算法，作为减少系统偏差的方式，在某些模式参数的拟合时，看到使用“本地”拟合技术来分析“太阳作为一个明星”的p-模式数据。这种新算法是专门设计的，以获得拟合整个功率谱的优点，同时保持局部拟合技术的效率。使用模拟数据与一个完整的填充，我们以前已经表明，伪全球例程减少了偏见的频率和不对称性的估计和太阳背景的估计相比，传统的拟合技术。在这里，我们提出的结果表明，伪全局例程也是有效的，在减少偏差的参数估计时，时间序列有显着的差距。因此，我们现在能够采用的例程，以适应基于地面的日震数据，如收集的伯明翰太阳振荡网络（BiSON）。
2009-04-27 astro-ph.SR
Sensitivity of ring analysis to near-surface magnetism
虽然磁场对全球声波只有二阶效应，但它可以影响使用局部日震学推断的模式频率和流场。当人们试图推断全球尺度的流动，如纬向环流时，一个强的局部场会使我们的结果产生偏差。另一方面，在这一领域的研究的一个重要目标是，以确定是否可以检测到的频率或次表面流场的变化，可能是一个前兆的表面磁事件。在本文中，我们回顾了最近的发展，在这方面的重点与环图分析技术所获得的结果。
2014-12-16 astro-ph.SR
New axion and hidden photon constraints from a solar data global fit
我们提出了一个新的统计分析，结合日震学（声速，表面氦和对流半径）和太阳中微子观测（$^8$ B和$^7$被通量）的上限非标准弱相互作用粒子的属性。我们的分析包括理论和观测误差，占太阳模型的输入参数之间的紧张局势，可以很容易地扩展到包括其他观测约束。我们提出了两个应用程序来测试的方法：研究的情况下，轴子和类轴子粒子和更新颖的情况下，低质量的隐藏光子。对于轴子，我们得到了一个上限在$3σ$的轴子-光子耦合常数的$g_{aγ}\,<\,4.1 \cdot 10^{-10} \rm{GeV^{-1}}$。对于隐藏的光子，我们得到了最严格的上限across广泛的质量的产品的动力学混合和质量的$χm < 1.8 \cdot 10^{-12} \rm{eV}$在$3σ$。这两种情况都改善了以前的太阳能约束的基础上，标准太阳能模型显示使用全局统计方法的力量。
2015-07-29 astro-ph.SR
Global helioseismic evidence for a deeply penetrating Solar meridional flow consisting of multiple flow cells
我们使用一种新的全球日震分析方法来推断太阳内部深层的日冕流。该方法是基于太阳p模式的本征函数的摄动，由于纬向流。我们将这种方法应用到时间序列获得的迈克尔逊多普勒成像仪测量的太阳和日光层天文台（SOHO）的观测期2004-2010年的多普勒。我们的研究结果表明，对流层的对流达到了底部的证据。水流剖面具有复杂的空间结构，由多个沿深度和纬度分布的流动单元组成。对太阳表面，我们的结果是在很好的协议与流动测量当地日震学。
2013-11-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Sun as a fundamental calibrator of stellar evolution
太阳在众多恒星中是独一无二的，它有一个精确确定的年龄，不依赖于恒星演化的模型。此外，太阳的其他整体性质比任何其他恒星都精确得多。此外，日震学提供了太阳内部结构和旋转的详细测定。因此，太阳在恒星模型的开发和测试中发挥着核心作用。在这里，我将讨论太阳模型及其应用于恒星年龄测定的星震技术测试。
2009-04-02 astro-ph.SR
Exploring the Influence of Density Contrast on Solar Near-Surface Shear
日震学的出现详细地确定了太阳的平均自转速率作为半径和纬度的函数。这些数据立即揭示了两个引人注目的剪切边界层在太阳对流区（CZ）：速跃层的底部，在那里的CZ的差异旋转过渡到固体旋转的辐射区，和35-Mm厚的近地表剪切层（NSSL）的顶部，在那里的旋转速率减慢约5%，随着半径的增加。虽然星震学无法像日震学那样探测遥远恒星的差异自转，但许多具有对流外层的冷恒星可能具有类似的差异自转特征，包括速跃层和NSSL。在这里，我们提出的3D全球流体动力学模拟的结果，球壳对流的类太阳恒星在不同水平的密度对比壳。高层结的模拟具有近地面切变的特征，特别是在低纬地区。我们详细讨论了动态平衡的扭矩引起的NSSL在我们的模型和解释这些平衡意味着真正的太阳。我们进一步讨论的动力学原因，可能有助于消除近地表切变在高纬度地区，并得出结论，提供一些理论，如何在未来的工作中可能会解决这个问题。
2018-11-01 astro-ph.SR
Seismic Sounding of Convection in the Sun
我们的太阳主要由电离的氢和氦组成，表面温度为5777 K，半径为$R_\odot \approx 696,000$ km。在外层$R_\odot/3$，能量传输主要通过对流完成。利用典型的对流速度$u\sim100\,\rm{m\,s^{-1}}$和$10^{-4}$ m $^{2}$ s $^{-1}$阶的运动粘度，我们得到了雷诺数$Re \sim 10^{14}$。因此，对流是湍流的，导致大范围的尺度被激发。对流流体的普朗特数$Pr$非常低，为$10^{-7}$ \，--\，$10^{-4}$阶，因此瑞利数（$\sim Re^2 Pr$）为$10^{21}\,-\,10^{24}$阶。因此，太阳对流存在于动力学参数的异常状态中，非常不典型的地球上的流体流动。太阳的对流过程驱动着全球的流体循环和磁场，这反过来又影响着太阳的可见外层（“太阳活动”），更广泛地说，影响着日光层（“空间天气“）。精确测定太阳对流区的深度、温度梯度的绝热性偏差以及作为纬度和深度函数的内自转速率，都是日震学对理解太阳对流的开创性贡献。当代日震学，这是集中在推断三维对流特征的属性，表明传输速度大大小于理论预测。此外，日震学对控制太阳对流区全球动力学的各向异性雷诺应力提供了重要的约束。这篇评论讨论了我们对太阳对流的理解，重点是日震诊断。我们提出我们的考虑与流体动力学家的利益。
2015-03-27 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
Understanding solar torsional oscillations from global dynamo models
太阳“扭转振荡”（TO）现象代表了与太阳活动周期相关的迁移性纬向流。根据日震学，这些流动在太阳表面被观测到，并延伸穿过对流区。我们研究的起源的TO使用的结果，从全球MHD模拟的太阳内部再现几个观察到的特征的平均流量和磁场。我们的研究结果表明，在速跃层区域的磁张力（MT）是一个关键因素的角动量输运的周期性变化，导致TO。由MT在对流区底部引起的扭矩在两极为正，在赤道为负。在高纬度地区，MT扭矩的上升会导致两极加速，而在低纬度地区，负MT扭矩的下降会导致赤道减速。纬向流的这些变化通过对流区传播到表面。此外，我们的研究结果表明，它是在速跃层的磁场，调制的振幅的表面纬向流，而不是相反的假设通量运输发电机模型的太阳周期。
2016-08-26 astro-ph.SR
Verification of the helioseismic Fourier-Legendre analysis for meridional flow measurements
太阳内部日冕流的测量是日震学的关键问题之一。使用傅里叶-勒让德分析是解决这个问题的一种技术。我们验证了这种技术的帮助下，人工日震数据。分析数据集是通过数值模拟日冕流对太阳全体积内地震波场的影响而获得的。通过这种方式，生成了51.2小时长的时间序列。然后在不同的设置下分析得到的表面速度场：两个$360^\circ \times 90^\circ$半球，两个$120^\circ \times 60^\circ$补丁的正面和背面的太阳（北和南，分别）和两个$120^\circ \times 60^\circ$补丁的北部和南部的正面。我们比较了两种可能的测量设置：从地球和太阳背面的额外航天器的观测，以及仅从地球的观测，在这种情况下，全球太阳振荡波场的全部信息是可用的。我们发现，随着观测面积的减小，可达深度范围减小：$360^\circ \times 90^\circ$视图允许我们探测几乎到对流区底部的对流，而$120^\circ \times 60^\circ$视图意味着只能探测外层。这些结果证实了Fourier-Legendre分析技术在日震学中的有效性。此外，这些流动对于像太阳轨道器这样的任务特别感兴趣，它承诺用远侧观测补充太阳近侧的标准日震测量。
2016-06-16 astro-ph.SR
Asteroseismology with solar-like oscillations
大约100年前，亚瑟·爱丁顿爵士注意到恒星的内部无法观测。日震学和星震学的出现彻底改变了这一评估。日震学提供了关于太阳内部结构和动力学的非常详细的信息，突出了我们对太阳内部的理解中仍然存在的问题。在过去的十年中，对恒星振荡的广泛观测，特别是空间测光，提供了关于恒星整体和内部性质的非常详细的信息。在这里，我提供了一个概述这些发展，包括显着的洞察力，已获得的演化恒星的属性。
2016-02-22 astro-ph.SR
Constraining Global Solar Models through Helioseismic Analysis
对太阳内部动力学的全球流体动力学模拟侧重于利用日震反演的结果作为约束，复制类似太阳的差异自转和纬向环流的条件。然而，对双曲环流的推论提供了有争议的结果，表明沿着半径可能有一个、两个或多个细胞。为了解决这一争议，并制定一个更强大的了解全球流动制度在太阳内部，我们采用了“正演模拟”的方法来分析日震签名的数值模拟得到的纬向环流剖面。我们采用全球声学建模代码GALE来模拟声波的传播，通过制度的平均质量流产生的全球流体动力学和磁流体动力学模型：EULAG，ERAG代码，和瑞利代码。这些模型被用来创建合成多普勒数据产品，作为当地时间距离日震学技术的输入。通过全球数值模拟获得的解决方案的日震走时信号直接与太阳观测的推论进行比较，以直接的方式对全球模型参数设置额外的约束。我们表明，即使这些模型能够复制太阳一样的差异旋转，由此产生的旋转约束对流开发一个多细胞的全球纬向环流配置文件是可测量的不一致与当地的时间距离推断的太阳观测。然而，我们发现，接近模型表面的旋转不受约束的对流的发展是能够保持太阳一样的差分旋转，同时具有显着的影响日震走时信号，复制太阳观测误差的一个标准差内，由于噪声。
2022-04-11 astro-ph.SR
Efficient pseudo-global fitting for helioseismic data
模式拟合或“峰值装袋”是日震学中的一个重要步骤，可以用来确定太阳振荡的各种模式参数。在这里，我们描述了一种减少某些模式参数拟合中系统偏差的方法，这些参数是在使用“局部”拟合技术分析太阳作为恒星的p模式功率谱时看到的。为此，我们开发了一种新的“伪全局”拟合算法，旨在获得拟合整个功率谱的优势，但没有拟合包含数百个参数的模型所涉及的问题。通过拟合模拟日震数据的“极限”剖面，我们对局部和伪全局峰值装袋技术进行了比较分析。结果表明，对于非对称模态，传统的拟合技术返回的中心频率参数的系统有偏估计。当采用伪全局例程时，这种偏差显著减小。类似地，我们表明，从伪全局例程返回的背景的估计值比从局部拟合方法返回的估计值更接近地匹配输入值。我们还使用这两种拟合技术来分析欧空局/美国航天局太阳和日光层天文台（SOHO）航天器上的全球低频振荡（GOLF）仪器收集的一组真实的太阳数据。当拟合真实和模拟数据时，可以看到两种技术返回的估计频率之间的类似差异。我们发现，背景拟合返回的伪全球例程更紧密地匹配背景的估计，可以推断从拟合之间的插值的p-模式功率谱的高，低频率端。
2009-02-25 astro-ph.SR
Active-region Modulation of Subsurface Meridional Flows and Magnetic Flux Transport on the Sun
Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；Pondicherry University（本地治里大学）；W. W. Hansen Experimental Physics Laboratory, Stanford University（斯坦福大学W.W.汉森实验物理实验室）；National Solar Observatory（国家太阳天文台）
研究通过SDO/HMI观测揭示活跃区域磁场调控半球极场演化，揭示深层环流对全球磁通量输送的重要性，发现极地磁场形成与等离子体流出密切相关。
2026-04-20 astro-ph.SR
High-resolution calculation of the solar global convection with the reduced speed of sound technique: II. Near surface shear layer with the rotation
本文对球壳内旋转热对流进行了高分辨率、高分层的数值模拟。我们的目的是详细研究的过程，可以保持近地表剪切层（NSSL）推断从日震。使用降低的声速技术，我们可以将我们的全球对流模拟扩展到$0.99\,R_{\odot}$，并包括我们的域的顶部附近的小尺度对流与短的时间尺度，只有微弱的旋转的影响。我们发现形成NSSL优先在高纬度的深度范围$r=0.95-0.975R_\odot$。维护机制总结如下。在弱旋转影响下的对流导致雷诺应力，在所有纬度径向向内传输角动量。这将导致形成一个强大的极向的三角形流和一个NSSL，这是平衡的三角形平面的力量所产生的$\langle v'_r v'_θ\rangle$相关的湍流速度。所需相关性的起源在某种程度上取决于纬度。在高纬度地区，NSSL中的正相关$\langle v'_rv'_θ\rangle$是由振幅随半径增加的极向纬向流引起的，而对流区的科里奥利力则产生负相关。在低纬度地区，正相关$\langle v'_rv'_θ\rangle$来自旋转排列的对流单体（“香蕉单体”）。由这些雷诺应力引起的力与NSSL中的科里奥利力平衡。
2014-10-26 astro-ph.SR
Improving the Understanding of Subsurface Structure and Dynamics of Solar Active Regions (A white paper submitted to the decadal survey for solar and space Physics (Heliophysics) -- SSPH 2024-2033)
该白皮书针对太阳活动区地下结构与动力学理解不足的问题，提出改进日震学技术、研究活动区全生命周期及提前预警磁通量浮现，并建议全盘同步磁场测量与大规模辐射MHD模拟以推动变革性进展。
2023-05-12 astro-ph.IM astro-ph.SR
A Helioseismic Perspective on the Depth of the Minimum Between Solar Cycles 23 and 24
在第23和24周之间观测到的太阳活动周期最小值通常被认为是异常深和长的。紧随这一最低值之后的是近代历史上最小的振幅周期之一。我们用日震学对这一最小值进行了深入的分析。我们使用全球振荡网络组（GONG）的数据来证明日震振荡的频率是太阳磁场的敏感探测器：发现日震振荡的频率在第23周之后的极小期系统地低于之前的极小期。这种差异在统计上是显著的，可能表明太阳的全球磁场在第23周较弱。至少在周期23之后。两个最小值之间的振荡频率的偏移的大小取决于振荡的频率，并且采用与当将周期最大值处的频率与周期最小值频率进行比较时观察到的频率依赖性相同的函数形式。这意味着相同的近地表磁扰动是负责的。最后，我们确定第23个周期之前的最小值和之后的最小值之间的平均磁场差约为1G。
2017-02-10 astro-ph.SR
Determining global parameters of the oscillations of solar-like stars
日震学使我们能够更好地了解太阳内部，同时也使我们能够更好地约束太阳模型。但现在是一个巨大的时代，为asteroseismology作为空间任务，致力于研究恒星振荡已发射在过去几年（MOST和CoRoT）。CoRoT已经证明了许多类型恒星的宝贵结果，而2009年3月发射的开普勒将很快为我们提供大量的地震数据。这是一个更好地约束恒星模型并最终理解恒星结构和演化的机会。本研究工作的目标是以自动的方式估计任何类太阳振荡目标的全局参数。我们希望确定声学模式的全局参数（大分离，激发压力模式的范围，最大振幅及其相应的频率），检索恒星的表面旋转周期，并使用这些结果来估计恒星的全局参数（半径和质量）。管道包括数据分析技术，如快速傅立叶变换，小波，自相关，以及应用最小化算法的恒星建模。我们将我们的管道应用于asteroFLAG团队和Aarhus-asteroFLAG模拟器的一些模拟光变曲线，并获得与模拟输入数据一致的结果。我们的策略给出了正确的结果与星等低于11的恒星只有几个10%的坏决定之间的可靠结果。然后，我们将流水线应用于Sun和三个CoRoT目标，特别是确定Sun，HD 49933，HD 181906和HD 181420的参数。
2010-05-10 astro-ph.SR
Dynamics of solar large-scale flows
本文综述了太阳大尺度流（较差自转和子午环流）的动力学机制，回顾了日震学观测与超级计算机模拟的进展，并探讨了与惯性振荡模式相关的流及未来待解决的问题。
2023-10-26 astro-ph.SR
From the Sun to solar-like stars: how does the solar modelling problem affect our studies of solar-like oscillators?
自1962年首次观测到太阳振荡以来，日震学可能是天体物理学中最成功的领域之一。除了改进观测数据外，太阳地震学家还开发了复杂的技术来推断太阳的内部结构。早在20世纪90年代，这些比较表明太阳模型和太阳之间的一致性非常高。然而，2005年对太阳表面CNO丰度的向下修订，在2009年得到确认，导致这一一致性的大幅减少，导致所谓的太阳模型问题。10多年后，在天基测光飞行任务的时代-这些飞行任务已将类太阳恒星的星震学确立为获得其质量、半径和年龄的标准方法-太阳模型问题仍有待解决。我们将简要介绍新的日震反演的结果，讨论当前太阳模型的不确定性和太阳模型问题的可能解决方案。我们还将讨论太阳问题如何通过讨论外行星宿主恒星开普勒-444的建模对整个星震学产生重大影响，从而影响需要精确和准确了解恒星质量，半径和年龄的领域，如银河考古学和外行星学。
2019-12-04 astro-ph.SR
A core-sensitive mixed $f$/$g$ mode of the Sun predicted by wave topology and hydrodynamical simulation
本研究借助太阳内部可压缩流体动力学模拟与波拓扑理论，发现一种周期约1小时的太阳混合$f$/$g$振荡模式，该模式对核心自转高度敏感，为探测太阳核心提供新方法。
2025-06-13 astro-ph.SR cond-mat.mes-hall
Applications of Atomic Data to Studies of the Sun
本文综述原子数据在太阳大气等离子体现象解释及太阳内部模型、日震学差异研究中的关键作用，并指出当前活跃方向与具体数据需求。
2024-09-13 astro-ph.SR physics.space-ph
The mean-field solar dynamo with double cell meridional circulation pattern
日震学的最新发现以及太阳全球动力学直接数值模拟的进展表明，在每个太阳半球，赤道环流形成了对流区中沿赤道的两个单元。我们研究了具有这种双胞双对称环流的平均场太阳发电机的性质。发电机模型还包括现实的太阳差旋转（包括速跃层和地下剪切层）的配置文件，并考虑到湍流泵，各向异性湍流扩散率和磁螺旋守恒的影响。相反，以前的磁通量传输发电机模型，它被发现，发电机模型可以鲁棒地再现太阳磁循环的基本属性为广泛的模型参数和环流速度。当纬向环流的表面速度约为12 m/s时，与观测结果的符合最好。对于这种环流速度，模拟的太阳黑子活动与极区磁场表现出良好的同步性。在过去的太阳黑子周期21和22中确实观察到了这种同步。我们比较了太阳黑子数和极场强度的理论和观测相图，并讨论了第23周的特殊性质。
2013-06-08 astro-ph.SR
Global Turbulent Solar Convection: a Numerical Path Investigating Key Force Balances in the context of the Convective Conundrum
本文通过控制罗斯贝数并提高雷诺数的数值实验构建类太阳强湍流模型，揭示科里奥利—惯性平衡取代CIA平衡是形成顺行赤道自转的关键，为破解太阳对流难题提供新路径。
2025-03-11 astro-ph.SR
Global Evolution of Solar Magnetic Fields and Prediction of Activity Cycles
太阳活动周期的预测是具有挑战性的，因为太阳内部的物理过程涉及广泛的多尺度动态，没有模型可以复制，因为现有的观测非常有限，主要覆盖表面层。日震学使探测对流区的太阳动力学成为可能，但目前只有两个太阳活动周期的差异旋转和纬向环流的变化。已经证明，覆盖400多年的太阳黑子观测数据可以用来校准Parker-Kleeorin-Ruzmaikin发电机模型，并且可以使用Ensemble卡尔曼滤波器（EnKF）方法将建模的磁场与太阳黑子观测数据联系起来，并对下一个活动周期进行可靠的预测。然而，为了更准确的预测，有必要使用对太阳磁场的实际观测，这些观测仅适用于最近四个太阳活动周期。在本文中，我简要地讨论了有限数量的可用观测对太阳周期参数的EnKF估计的准确性的影响，评估预测的标准，以及天气磁图预测太阳活动的应用。
2020-03-10 astro-ph.SR nlin.CD physics.data-an
Calibrating global behaviour of equation of state by combining nuclear and astrophysics inputs in a machine learning approach
本研究提出基于符号回归模型的物态方程校准方法，结合核物理与天体物理数据开展贝叶斯推断，精度与直接求解TOV方程相当，速度快约100倍，可高效分析不同数据对物态方程参数的敏感性。
2024-07-11 astro-ph.GA astro-ph.SR gr-qc
On plasma radiative properties in stellar conditions
恒星演化的知识正在迅速发展，这要归功于越来越多的机会来仔细检查恒星内部等离子体的性质，通过恒星地震学和一维和三维模拟。这些新工具有助于我们在恒星建模中引入内部动力学现象。适当地包括这些过程假设在所使用的微观物理学中有真正的信心，部分地由太阳或恒星声学模式检查。在本论文中，我们首先回顾了哪些基础物理学最近被日震学所证实。然后，我们回顾，不透明度是一个重要组成部分的长期演变的恒星，我们指出，为什么它是必要的，以测量吸收系数和电离度在实验室中的一些确定的天体物理条件。我们研究了两个特定的实验条件，这是访问大型激光设施，并适合于解决一些有趣的问题的恒星社区：太阳内部辐射相互作用正确估计和什么是适当的作用，激发的非径向模式的包络线的$β$仙王座和Be星的不透明度？最后指出了实验方法需要克服的困难。
2012-01-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Nonlinear dynamics of hydrodynamic tori as a model of oscillations and bending waves in astrophysical discs
了解天体物理流体中的振荡和波动有助于阐明它们观测到的变化和潜在的物理机制。事实上，吸积盘或环面的全局振荡和弯曲模式可能与致密物体周围的准周期性和扭曲结构有关。虽然大多数研究依赖于线性理论，但在观测上重要的是，非线性动力学仍然知之甚少，特别是在开普勒圆盘中，共振通常需要单独处理。在这项工作中，我们介绍了一种新的分析模型，精确地解决了理想的，可压缩流体方程的非自引力椭圆柱内的局部剪切片。环的纵横比是一个可调参数，允许从圆形截面的圆环到薄环的连续模型。我们限制注意流场是一个线性函数的坐标，捕捉最低阶的全球运动和减少动力学的一组耦合常微分方程（ODE）。这个系统作为一个框架，探索丰富的流体动力学现象在大振幅和开普勒制度。我们证明了在这个模型中倾斜环面和翘曲盘之间的连接，表明环的线性模式对应于相反旋进的全球弯曲模式。这些进一步证实了基于数值网格的模拟。至关重要的是，这里开发的ODE系统允许非线性动力学的更容易处理的调查。这将证明在随后的文件，证明模式之间的耦合翘曲和垂直运动薄倾斜环。
2021-05-26 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
