Propagating Kink Waves in an Open Coronal Magnetic Flux Tube with Gravitational Stratification: Magnetohydrodynamic Simulation and Forward Modelling
本研究通过三维MHD模拟与前向建模,探究引力分层开放通量管中传播扭结波的特性,揭示共振吸收、密度分层对波的影响及加热机制,并提出间接观测该类波的潜在方法。
2024-06-27 astro-ph.SR
On the Support of Solar Prominence Material by the Dips of a Coronal Flux Tube
致密的日珥物质被认为是通过下沉日冕磁场的磁张力来抵抗重力的。对于静态磁场,它表现出许多重力驱动的流动,水动力可能会发挥重要作用,在确定的大规模和小规模的磁场分布。在这项研究中,我们提出了第一个步骤,建立三维磁流体静力学日珥模型,其中日珥是在一个日冕通量管的倾角形成。在这里,2.5D平衡是通过将质量添加到最初的无力磁场,然后执行二次磁流体动力学弛豫来创建的。详细研究了两种相反极性的磁场配置,一个简单的o点配置的水平场(B_x)与轴向场(B_y)的比例为1:2和一个更复杂的模型,也有一个x点的比例为1:11。该模型表明,对重力的支持是由总压力或张力,只有张力支持类似于观察到的静态阻力。日冕通量管的o点被日珥物质拉下,导致日珥底部的磁场压缩。因此,张力支撑来自于底部压缩磁场的小曲率和日珥顶部拉伸磁场的大曲率。结果发现,这种方法并不能保证收敛到一个类似于连续平衡的情况下,存在一个x点的日珥通量管。结果表明,等离子体β值约为0.1是必要的,以支持通过磁张力的双折射。
2013-03-18 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
Coronal flux tube illuminated by strong shock spot: New Year's Eve solar eruption of 2023-Dec-31
The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory(约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室);University of Turku(图尔库大学)
研究分析了2023年12月31日太阳爆发,揭示了高马赫数日冕激波与高能粒子、无线电发射及EUV波的关系。
2025-12-31 astro-ph.SR
Heating by transverse waves in simulated coronal loops
最近的振荡通量管的数值研究已经建立了共振吸收在日冕环传播的横向振荡的阻尼的意义。的非线性性质的机制已被检查旁边的开尔文-亥姆霍兹不稳定性,这是预计将体现在共振层的边缘的通量管。虽然这两个过程被假设为通过将波能耗散到更小的尺度来加热日冕环,但与更热的环境发生的混合可能会隐藏这种效应。我们的目的是研究在日冕环中的驱动和驻波扭结波的波加热的影响。使用MPI-AMRVAC代码,我们进行理想的,三维磁流体动力学(MHD)模拟(a)足点驱动和(b)自由站立的振荡在一个直的日冕通量管,在数值电阻率的存在。我们已经观察到的发展Kelvin-Helmholtz涡的环路边界层的所有三个模型在这里考虑,以及增加的体积平均温度内的环路。在我们的设置中,主要的加热机制是欧姆耗散,如位于脚点附近的温度和电流密度的较高值所示。内管和周围等离子体之间的温度梯度的引入表明,在较热环境的情况下,两个区域的混合大大增加了最强湍流的位置处的管的温度,超出了上述波加热机制的贡献。
2017-06-13 astro-ph.SR
Non-axisymmetric oscillations of stratified coronal magnetic loops with elliptical cross-sections
本文研究了密度沿磁管方向变化的椭圆截面直磁管的非轴对称振动。导出了薄壁管近似下弯折和开槽模式的控制方程。我们发现有两种扭结模式,沿着椭圆形横截面的大轴和小轴极化。我们已经证明,第一泛音和基波的频率比是相同的两个扭结模式和独立的椭圆轴的比例。在此基础上,我们得出结论,大气尺度高度的估计使用的基波和第一泛音的日冕环扭结振荡的同时观测是独立的环横截面的椭圆率。
2010-11-10 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
Resonant absorption in expanding coronal magnetic flux tubes with uniform density
目的。本文研究了膨胀磁通管中的扭结驻波模与方位角阿尔芬波之间的能量转移。我们考虑的过程中的共振吸收的循环与非均匀的阿尔芬频率分布,但在没有径向密度梯度。方法.使用MHD代码,Lare3d,我们模拟振荡的磁通量管,径向扩展的高度。一个最初的直环结构与磁场增强放松到一个力自由状态之前,一个常设扭结模式被引入。结果我们证明了谐振场线的存在所需的Alfven频率的横向梯度可以与高场强通量管从集中通量补丁的扩展。这允许波模式之间的能量转换,即使在没有密度分布通常假定在波加热模型。与直通量管中的驻波模一样,小尺度由环顶点处的涡度和足点处的流支配。方位波表现出膨胀通量管的结构,因此与靠近通量管的脚点的较小长度尺度相关联。结论.共振吸收可以在整个日冕中进行,即使没有密集的环结构。通量管和MHD波考虑是很难观察到的,我们的模型突出了如何估计隐藏在太阳大气中的波功率可能是有问题的。我们强调,对于固定模式,场线的全局属性是重要的共振吸收和日冕条件在一个单一的高度将不能完全确定MHD共振的性质。我们提供了一个新的模型,部分回应的批评,波加热模型不能自洽地产生或维持的密度分布,他们通常依赖。
2019-09-24 astro-ph.SR
Guided flows in coronal magnetic flux tubes
有证据表明日冕等离子体流会分解成碎片并成为层流。我们调查这种影响,通过建模沿磁通道限制流动。本文考虑一个具有偶极磁场的太阳大气盒的全MHD模型。我们比较传播的圆柱形流完全对齐的领域,另一个轻微的错位。我们假设流速为200 km/s,环境磁场为30 G。我们发现,虽然对齐的流保持其圆柱对称性,而它沿着磁管旅行,错位的一个迅速压扁的一侧,成为层流,并最终破碎,因为相互作用和反作用的磁场。这一模型可以解释太阳动力学观测站上的大气成像装置观测到的喷发碎片,这些碎片以细长的线状物落回,最终以树篱状的结构落在太阳表面。等离子体流的初始排列在确定沿磁通道流动时可能的层流结构和碎片化方面起着重要作用。
2017-11-13 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
Impulsively Generated Wave Trains in Coronal Structures: I. Effects of Transverse Structuring on Sausage Waves in Pressureless Tubes
被困香肠模式的轴向群速度的行为起着重要的作用,在确定脉冲产生的波列,这往往被调用来占准周期信号的数量可观的日冕结构的准周期秒。我们进行了全面的本征模分析,分析和数值,香肠模式的色散特性在无压管与三个家庭的连续径向密度分布。我们发现轴向群速度$v_{\rm gr}$对轴向波数$k$的依赖性有丰富的变化。根据密度对比度和剖面陡度以及详细的剖面描述,$v_{\rm gr}-k$曲线具有或不具有截止波数,并且它们可以以单调或非单调方式表现。与时间相关的模拟,我们进一步表明,这种丰富的各种群速度特性严重影响的时间演化和Morlet谱的脉冲产生的波列。特别是,Morlet光谱可以看起来与“疯狂的蝌蚪”发现的大量研究不连续的密度分布有很大的不同。我们的结论是,有必要重新检查现有的高节奏的数据,以寻找丰富的时间和光谱特征,它可以用来区分未知形式的横向冠状结构的密度分布。
2016-12-30 astro-ph.SR
Impulsively generated sausage waves in coronal tubes with transversally continuous structuring
被捕获的香肠波的纵向群速度的频率依赖性在确定脉冲产生的波列中起着重要的作用,脉冲产生的波列常常被用来解释日冕环中的准周期信号。我们研究如何群速度($v_{\rm gr}$)依赖于角频率($ω$)的香肠模式在无压冠状管连续的横向密度分布通过解决色散关系的情况下,任意形式的密度不均匀性发生在一个过渡层的任意厚度。我们发现,除了横向长度尺度的$l$和密度对比度$ρ_{\rm i}/ρ_{\rm e}$,群速度行为也依赖于密度不均匀性的详细形式。对于抛物线轮廓,$v_{\rm gr}$总是先随着$ω$减小,然后再增加,正如研究较多的礼帽轮廓所发生的那样。然而,对于线性曲线,$ω-v_{\rm gr}$曲线的行为更为复杂。当为$ρ_{\rm i}/ρ_{\rm e} \lesssim 6$时,曲线对于$l$的大值变得单调。另一方面,对于更高密度的对比度,当冠状管扩散时,除了局部最小值$v_{\rm gr}^{\rm min}$之外,还存在局部最大值$v_{\rm gr}^{\rm max}$。与时间相关的计算,我们表明,不同的行为的群速度曲线,特别是特征速度$v_{\rm gr}^{\rm min}$和$v_{\rm gr}^{\rm max}$,是反映在时间的演变和Morlet谱的脉冲产生的波列。我们的结论是,所观察到的准周期波列不仅可以用来探测密度对比度和剖面陡度等关键参数,但也有可能区…
2016-10-14 astro-ph.SR
Damped kink motions in a system of two solar coronal tubes with elliptic cross-sections
该研究通过线性理想MHD初值模拟考察双椭圆日冕管的驻立扭结运动,揭示截面纵横比与管间作用对周期、阻尼及共振吸收的影响。
2024-03-03 astro-ph.SR
Can Multi-Threaded Flux Tubes in Coronal Arcades Support a Magnetohydrodynamic Avalanche?
磁流体动力学(MHD)不稳定性允许能量从应力磁场中释放,通常在连接平行平面的圆柱形通量管中建模,但最近,也在包含通量管的弯曲拱圈中,其中两个足点位于同一光球平面中。包含多个单独线程的非弯曲圆柱形通量管已被证明能够维持MHD雪崩,其中一个不稳定的线程可以使许多不稳定。我们研究多线程冠状循环的属性,其中每个线程是由光球驾驶在一个现实的,弯曲的冠状拱廊结构(每个线程的两个脚点在同一个平面)。我们使用三维MHD模拟来研究单线程和多线程冠状环的演变,这些冠状环变得不稳定并重新连接,同时改变各个线程的驱动速度。包含一个单一的线程的实验不稳定的方式表示一个理想的MHD不稳定性,并与文献中以前的例子一致。额外线程的引入改变了这一情况,模型几何形状和各个线程的相对驱动速度影响任何线程破坏其他线程稳定的能力。在单线程和多线程的情况下,持续驱动中断线程的残余会产生次级的、非周期性的能量释放。
2021-07-19 astro-ph.SR physics.flu-dyn
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
Modeling the Line-of-Sight Integrated Emission in the Corona: Implications for Coronal Heating
所有空间科学中的一个突出问题是揭示太阳日冕是如何被加热到超过1 MK的温度的。虽然研究了几十年,解决这个问题的主要困难之一是解开观测中的视线(LOS)效应。日冕在光学上是薄的,因此单个像素测量来自不确定数量(可能是数万)的独立加热的通量管的计数,所有这些都沿着该像素的LOS。在本文中,我们模拟在极紫外线成像的活动区日冕的单个像素的发射。如果视线效应没有被适当地考虑,可能会得出关于日冕加热和日冕动力学的错误结论。我们的模型电晕作为一个LOS集成的数千个完全独立加热的通量管。我们证明,尽管随机加热的通量管叠加,纳米耀斑仍在使用多波长和高时间节奏数据观察到的光曲线中留下了明显的特征,例如使用太阳动力学天文台上的大气成像组件拍摄的数据。这些特征很容易用Viall & Klimchuk(2012)的时滞分析技术检测到。稳定的日冕加热留下了一个不同的,同样明显的签名,也揭示了该技术。
2013-05-16 astro-ph.SR
Once more: Leaky MHD waves in coronal magnetic flux tubes
KU Leuven(荷语鲁汶大学)
通过比较日冕磁通量管中的泄漏MHD波与介质中的泄漏电磁波,指出后者可称为准正态模,而前者因磁通量守恒无法正则化,因此不能系统应用于日冕地震学。
2026-06-19 astro-ph.SR math-ph math.MP
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
First direct observation of a torsional Alfvén oscillation at coronal heights
扭转阿尔文波是太阳大气不同层之间能量传输的有希望的候选者,并且已经在理论上预测了几十年。然而,到目前为止,以前对阿尔文波的探测大多依赖于间接特征。我们提出了一个完全解决扭转阿尔文振荡的大尺度结构发生在日冕高度的第一个直接观测证据。我们分析了IRIS成像和光谱观测的浪涌活动区日珥线程和周围的磁力线之间的磁重联。IRIS光谱数据提供了清晰的证据,表明在浪涌通量管的相对边缘处的振荡特征之间存在180°相位差的视线速度振荡。这与跨通量管的Si IV和Mg II k光谱中的交替倾斜以及由浪涌材料的各个螺纹追踪的轨迹一起提供通量管的扭转振荡的明确证据。我们的观测表明,磁重联导致大尺度扭转阿尔芬波的产生。
2019-12-09 astro-ph.SR
Transverse waves in coronal flux tubes with thick boundaries: The effect of longitudinal flows
观测表明,在日冕磁环中,横向磁流体动力学(MHD)波和流经常同时存在。由于等离子体和/或磁场的不均匀性,波在阿尔文连续谱中被共振阻尼。共振阻尼在日冕加热的背景下是相关的,因为它提供了一种机制,级联能量到耗散尺度。理论上已经表明,流动的存在会影响波的传播和阻尼,但大多数研究都依赖于不合理的假设,即横向不均匀性被限制在比环半径薄得多的边界层内。在这里,我们提出了一个半解析的技术来探讨流动的影响,共振磁流体波在日冕通量管厚不均匀的边界。我们扩展了已发表的方法,这是最初开发的静态等离子体,为了将流量的影响。我们允许流动速度在非均匀边界内从内部速度到外部速度连续变化。该方法的分析部分是基于表达的波扰动厚的非均匀边界的环路作为一个Frobenius级数,其中包含一个奇异项占阿尔芬共振,而该方法的数值部分包括迭代求解超越色散关系连同方程的阿尔芬共振位置。作为该方法的一个应用,我们研究了流动对磁流体扭折波相速度和共振阻尼长度的影响。我们一致地恢复在以前的研究中得到的薄边界近似的结果。我们将这些结果推广到了厚边界的情形。我们还探讨了使用薄边界近似超出其适用范围的错误。
2019-01-30 astro-ph.SR
Measurements of the solar coronal magnetic field based on coronal seismology with propagating Alfvenic waves: forward modeling
本文建立引力分层磁通量管的MHD模型并激发向上传播的扭结波,通过正向建模合成Fe XIII谱线并利用日冕震学推断磁场,验证了该方法可靠性并分析了测量误差因素。
2024-11-13 astro-ph.SR
Transition to turbulence in nonuniform coronal loops driven by torsional Alfven waves
观测和数值模拟都表明,阿尔文波可能携带足够的能量来维持太阳大气等离子体的高温。然而,波能的热化是低效的,除非考虑非常短的空间尺度。相混合是一种可以将能量降低到耗散长度的机制,但它的作用时间太长。在这里,我们研究如何湍流,驱动的相位混合扭转阿尔芬波在日冕环的非线性演化,是能够采取波能量下降到耗散尺度比线性相位混合理论预测的要快得多。我们考虑一个简单的模型,横向不均匀的圆柱形磁通管与恒定的轴向磁场。通量管受到扭转阿尔芬驻波基本模式的扰动。通过数值求解三维理想磁流体动力学方程,研究了磁流体的时间演化。最初,扭转Alfven波由于密度的横向变化而经历相位混合的过程。在仅仅几个周期的扭转波之后,由相混合产生的方位角剪切流最终触发开尔文-亥姆霍兹不稳定性(KHi),并且通量管随后被驱动到湍流状态。湍流是非常各向异性的,并且仅横向于背景磁场发展。在湍流开始后,有效雷诺数在通量管中的下降速度远远快于仅由相混合控制的初始线性阶段。我们的结论是扭转阿尔芬波的非线性演化,以及相关的KHi,是一个可行的机制,在日冕循环湍流的发病。
2021-03-31 astro-ph.SR
On the complex nature of coronal heating
University of St Andrews(圣安德鲁斯大学);School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews(圣安德鲁斯大学数学与统计学院);University of Newcastle(纽卡斯尔大学);School of Information and Physical Sciences, University of Newcastle(纽卡斯尔大学信息与物理科学学院);Rosseland Centre for Solar Physics, University of Oslo(奥斯陆大学罗斯兰太阳物理中心)
研究通过三维磁流体动力学模拟揭示日冕加热过程中磁结构与等离子体性质的复杂相互作用,指出单一磁流管模型无法准确描述日冕环的结构。
2025-12-19 astro-ph.SR
On existence of two different mechanisms for forming coronal mass ejections
我们确认的脉冲和渐进的CME运动轨迹之间的初始阶段的初步研究中发现的主要差异。通过对2008年3月25日和2010年6月13日两次脉冲CME的动力学研究以及MHD近似计算,我们得出结论:脉冲CME的形成始于太阳光球层之下,可能与对流区磁管的超声速出射有关。在光球层水平上,这种管的径向速度可以达到数百km/s $^{-1}$,它们的角尺寸为$d\approx$(1-3)$^\circ$。它们从对流区上升的一个可能原因是“慢波”不稳定性(帕克不稳定性)。
2011-12-06 astro-ph.SR
Simulations of fully deformed oscillating flux tubes
近年来,大量的数值研究集中在Kelvin-Helmholtz不稳定性(KHI)在振荡冕环动力学中的重要性。这一过程增强了能量向更小尺度的转移,并且在考虑诸如电阻率之类的耗散机制时,与日冕环的加热有关。然而,湍流层预计在环路的外部区域附近。因此,波加热的影响预计将被限制在环的外层,使其密度更大的内部没有加热机制。在目前的工作中,我们的目标是研究从一个脚点驱动的扭结驻波在日冕环波加热效应的空间演化。使用MPI-AMRVAC代码,我们进行了理想的,三维磁流体动力学模拟的足点驱动的横向振荡的冷,直的日冕通量管,嵌入在一个较热的环境。我们还构建了我们的模拟使用FoMo代码的前向模型。开发的横波诱导开尔文-亥姆霍兹(TWIKH)辊在整个管横截面上扩展,并完全覆盖它。这种湍流显著地改变了初始密度分布,导致完全变形的截面。因此,电阻加热速率和粘性加热速率在整个回路截面上都增加。电阻加热速率在足点附近达到最大值,而粘性加热速率在顶点处达到最大值。我们的结论是,即使是单周期驱动器可以传播波加热整个回路截面,潜在地提供了一个加热源的内环区域。尽管环的结构完全变形,但正演模拟仍然显示结构看起来像一个环。
2018-01-23 astro-ph.SR
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
The behavior of transverse waves in nonuniform solar flux tubes. II. Implications for coronal loop seismology
利用阻尼横向振荡的观测结果结合理论模型的结果进行日冕环的地震学是间接推断太阳大气等离子体物理参数的工具。现有的地震学方案的基础上近似的周期和阻尼时间的扭结振荡,经常使用超出其理论范围的适用性。这些近似假设的密度变化的整个循环被限制在一个不均匀的层比半径的环更薄,但反演问题的结果往往不满足这个初步的假设。在这里,我们确定的周期和阻尼时间的解析近似的准确性,其对地震学估计的影响,在很大程度上被认为是不均匀的循环。我们发现,当使用超出其适用范围的近似的准确性是强烈影响的形式的密度分布在整个循环,这是观测未知的,所以必须任意施加的理论模型的一部分。与解析近似相关联的误差可以大于50%,即使对于相对薄的非均匀层。与实际数值反演相比,这种误差直接影响近似地震学估计的准确性。此外,假设不同的密度剖面,在同一同相轴的反演中,可能产生地震变量的不重合区间。忽略整个环的密度变化的真实形状是一个重要的错误来源,可能会质疑地震推断的参数的可靠性,假设一个特设的密度分布。
2013-12-18 astro-ph.SR
Transverse Oscillations of Longitudinally Stratified Coronal Loops System
在观测研究中似乎发现了集体横向冕环振荡。在这方面,Luna等人(2009,ApJ,692,1582)使用T矩阵理论对多个圆柱形回路系统的集体扭结状简正模式进行建模。本文研究了冕环轴向的纵向密度分层对冕环系统集体扭折模的影响。日冕环系统被模拟为平行通量管的圆柱体,每个环的两端都在稠密的光球。通量管被认为是均匀的磁场,分层的密度沿回路轴,不连续地改变在每个圆柱的侧面。在考虑分层参数的情况下,将MHD方程简化为求解频率和波数的两个耦合色散关系。计算了基频、一次泛音频率和纵波数。对于非分层冠环系统,验证了以前的结果。最后得出结论,增加纵向密度分层参数将导致频率的增加。一阶泛音与基频的频率比是密度尺度高度参数的非常敏感的函数。因此,分层应该包括在冕环系统的动力学。对于非层结冕环系统,这些比值与单冕环的比值相同。
2019-08-29 astro-ph.SR
The Heating of Solar Coronal Loops by Alfven Wave Turbulence
在本文中,我们进一步发展了一个模型的加热日冕环阿尔芬波湍流(AWT)。阿尔芬波被假定为从光球圈两端的一组千高斯通量管发射。利用三维磁流体动力学(MHD)模型的活动区环路,我们研究如何从相邻的通量管波相互作用的色球层和日冕。对于一个特定的模型参数组合,我们发现,AWT可以产生足够的热量,以保持约2.5 MK的峰值温度,略低于3-4 MK的活性区的核心中观察到的温度。加热速率在空间和时间上变化很大,但模拟加热事件的持续时间小于1分钟,不太可能重现所观察到的活动区域的广泛差分发射测量分布。模拟得到的谱线非热宽度约为27 km/s,与观测值相比偏高。因此,目前的AWT模式不满足观测约束。另一种“磁编织”模型被认为是日冕磁力线受到缓慢的随机足点运动,但我们发现,这种长周期的运动产生的热量比较短的周期波内发射的通量管少得多。我们讨论了几种可能性,以解决在活跃地区产生足够的热循环的问题。
2017-10-13 astro-ph.SR
Kelvin--Helmholtz instability in a twisting solar polar coronal hole jet observed by \emph{SDO}/AIA
为了模拟太阳北极附近扭曲冕洞喷流中的Kelvin-Helmholtz(KH)不稳定性,我们研究了在沿其轴向运动的均匀扭曲通量管中的凹槽($m = 2$)、$m = 3$和$m = 12$磁流体动力学(MHD)模变得不稳定的条件.利用2010年8月21日\emph{SDO} /AIA观测到的一个扭曲喷流和其他日冕喷流观测资料,我们设定了理论模型的参数,得到了在一个半径为$9.8$ ~Mm的扭曲磁通管中,在密度衬度为$0.474$,Alfvén马赫数为${\cong}0.76$时,对于三种MHD模式,存在不稳定窗口,其宽度主要取决于内部磁场扭曲。结果表明,对于所考虑的模式,方位磁场为$1.3$- $1.4$ ~G(在管边界计算)时,不稳定窗口的宽度为零,即抑制了KH不稳定性的发生。另一方面,在$15$和$12$ ~Mm之间的不稳定波长处,$m = 12$ MHD模的KH不稳定性的发展时间在$1.9$到$4.7$ ~ min的范围内,这与根据观测到的不稳定喷流初始阶段的时间演化估计的增长率一致。
2017-06-12 astro-ph.SR
Magnetic shuffling of coronal downdrafts
在磁化的大气中,被磁化的碎片化的下行流是普遍存在的,最近在太阳爆发后的一次观测中得到了解决。我们研究了磁场对受限流传播的可能反向效应。我们比较了两个3D MHD模拟稠密超音速等离子体斑点沿日冕磁通量管下落。在一种情况下,斑点严格地沿着磁力线运动;在另一种情况下,斑点的初始速度与磁场不完全一致,磁场较弱。对齐的液滴在沿着管流动时保持紧凑,具有所产生的冲击。未对准的斑点被磁力线的混乱洗牌破坏和合并,并被构造成更细的细丝;阿尔芬波前与密集移动波前前面的激波一起产生。如果向下流动的等离子体碎片的运动与场线不对准,则它们可以混乱且有效地混合,这具有广泛的含义,例如,原恒星中的圆盘吸积、日冕爆发和雨。
2017-01-20 astro-ph.SR
Magnetohydrodynamic Simulation of the X2.2 Solar Flare on 2011 February 15: II. Dynamics Connecting the Solar Flare and the Coronal Mass Ejection
根据井上等人2014年的模拟结果,通过研究2011年2月15日在太阳活动区11158发生的X2.2级耀斑期间的磁场动态,阐明了太阳耀斑动态与不断增长的日冕物质抛射(CME)之间的关系。我们发现,非线性无力场(NLFFF)中的扭曲线通过系绳切割重联形成的强扭曲线,可以打破磁场中的力平衡,从而从太阳表面发射出去。我们进一步发现,一个大规模的通量管是形成在喷发期间作为结果之间的系绳切割重联喷发强扭曲线和这些周围的弱扭曲线。然后新形成的大通量管超过了环面不稳定的临界高度。因此,系绳切割重联在触发CME中起着重要作用。此外,我们发现,在太阳表面的切向场说明不同的阶段,在形成的通量管和其上升阶段超过阈值的环面不稳定性。我们将详细讨论这些动态。
2015-02-04 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
Formation and Characteristics of Filament Threads in Double-Dipped Magnetic Flux Tubes
色球蒸发-日冕凝聚模型是太阳暗条形成的主要机制之一,数值模拟结果证实了色球蒸发-日冕凝聚模型的正确性,该模型很好地解释了单倾角通量管中暗条的形成。然而,日冕磁场外推表明,一些磁场线可能具有一个以上的倾角。预期在这种情况下,与单浸渍磁通量管相比,形成过程将显著不同。本文基于蒸发-冷凝模型,对双浸磁通量管内细丝的形成进行了数值模拟。我们发现,只有在磁结构和加热的特定组合下,集中局部加热和具有深浸渍的长磁通量管,可以在双浸渍磁通量管中形成并保持两个螺纹。比较我们的参数调查与观察,我们的结论是,这种磁连接的线程由于多个倾角更有可能存在于静态的灯丝比活跃区的灯丝。此外,我们发现这些线程通常比独立捕获的线程短,这可能是为什么静态丝具有短线程的原因之一。磁性连接的这些特征也可以解释静止丝中的倒钩和垂直线。
2021-07-26 astro-ph.SR
Magnetic flux cancellation in a flux-emergence magnetohydrodynamics simulation of coronal hole eruptions and jets
本研究通过三维MHD模拟,在日冕洞爆发和喷流中观察到磁通量对消,其发生在内部极性反转线附近,由汇聚运动驱动,可能促进爆发前磁通量绳种子的形成。
2025-05-27 astro-ph.SR
The cross-sectional shape and height expansion of coronal loops: High-resolution Coronal Imager (Hi-C) analysis of AR 12712
日冕环观测已经存在了几十年,但这些基本日冕结构的精确形状仍然存在广泛的争议,因为发现它们似乎在其足点和顶点之间经历了微不足道的膨胀。在这项工作中,从美国宇航局的高分辨率日冕成像仪(Hi-C 2.1)的第二次成功飞行的8个EUV环和他们的22个子元素链的选择进行了研究。其中四个环对应于开放的风扇结构,其他四个被认为是磁闭合环。使用我们的方法拟合多个高斯分布的横截面强度切片的循环和他们的子分辨率链上进行宽度分析。据发现,虽然磁闭环及其子元件股线不沿其可观察的长度扩展,但开放的扇形结构可以扩展其初始宽度的另外150%。根据最近的工作,发现峰强度和环/链宽度之间的Pearson相关系数对于环(~88%)和其子元素链(~80%)主要正相关。这些结果与Klimchuk和DeForest的假设一致,即环和-第一次-它们的子元件股具有近似圆形的横截面轮廓。
2021-06-28 astro-ph.SR
Bayesian Magnetohydrodynamic Seismology of Coronal Loops
我们进行贝叶斯参数推断的背景下,共振阻尼横向冠环振荡。正问题的求解是在薄壁管和薄边界近似下,一维通量管中扭结波的参数结果。对于逆问题,我们采用贝叶斯方法来推断相关参数的最可能值,对于给定的观测周期和阻尼时间,并提取其置信水平。后验概率分布函数通过马尔可夫链蒙特卡罗模拟获得,以一致的方式将观察到的不确定性。我们找到了两个感兴趣的三个参数,即阿尔芬旅行时间和横向不均匀性长度尺度的后验概率分布函数的本地化解决方案。所获得的估计阿尔芬旅行时间与以前的反演结果是一致的,但该方法使我们能够额外约束的横向不均匀性长度尺度,并估计每个参数的实际误差条。当使用密度对比度的观测估计时,该方法使我们能够完全约束感兴趣的三个参数。这些结果可以用来改进我们目前对冕环中未知物理参数的估计,并检验假设的理论模型。
2011-07-20 astro-ph.SR
Evidence for and Analysis of Multiple Hidden Coronal Strands in Cross-Sectional Emission Profiles: Further Results from NASA's High-resolution Solar Coronal Imager
先前利用NASA的高分辨率日冕成像仪(Hi-C 2.1)17.2 nm观测的工作表明,即使在数据集中可用的空间尺度增加,也可能有日冕结构的证据仍然没有完全解决。在该随访研究中,在Hi-C 2.1视野范围内拍摄冠状股的横截面切片。在先前的环宽度研究之后,背景发射被移除以隔离冠状链。由此产生的强度变化再现通过同时拟合多个高斯分布,使用非线性最小二乘曲线拟合方法。总共检查了183个高斯分布,以确定数据中暗示的可能结构。确定每个高斯分布的半高宽,然后进行整理和分析。最常见的结构宽度为$\approx$ 450-575 km,其中47%的宽度低于NASA的太阳动力学观测大气成像组件(AIA)分辨率(600-1000 km)。只有17%位于AIA像素宽度(435 km)以下,只有6%的链在Hi-C 2.1分辨率范围($\approx$ 220-340 km)。这些结果表明,Hi-C 2.1观察到的非高斯形状的横截面发射轮廓是沿着可以分辨的集成视线的多个链的结果,而不是更精细的亚分辨率元素的结果。
2020-09-04 astro-ph.SR
The Coronal Veil
在太阳日冕图像中看到的日冕环,被认为是来自具有紧凑横截面的磁通量管的发射。我们研究的3D结构的等离子体以上的活动区域的辐射磁流体动力学模拟定位体积对应的日冕环。在许多情况下,环不能连接到体积中的单个细链。虽然合成图像中存在许多细环,但体积中的明亮结构较少,并且形状复杂。我们证明,这种复杂性可以形成薄的明亮的循环的印象,即使在没有薄的明亮的等离子体股。我们证明了从观察辨别一个特定的循环是否对应于一个链的体积,或投影伪影的困难。我们演示了如何明显孤立的循环可以欺骗观察者,即使从多个视角观察。虽然我们的分析基于模拟,但主要发现独立于特定的模拟设置,并说明了解释光学薄等离子体中视线积分产生的观测结果所涉及的内在复杂性。我们提出了另一种解释中看到的极紫外线图像的日冕链。“日冕面纱”假说在数学上更通用,自然解释了环的特性,这些特性很难以其他方式解决--比如它们恒定的截面和异常高的密度刻度高度。我们挑战的范式日冕环薄磁通量管,提供新的理解太阳日冕,并通过扩展,其他磁约束明亮,热等离子体。
2021-11-29 astro-ph.SR
Coronal energy release by MHD avalanches. Effects on a structured, active region, multi-threaded coronal loop
本研究通过包含分层大气、热传导等效应的三维MHD模拟,证实单根扭绞磁通量管的扭结不稳定性可触发MHD雪崩,是日冕环磁能储存与释放的可行机制。
2023-06-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Resonant absorption of kink magnetohydrodynamic waves by a magnetic twist in coronal loops
有充分的证据表明日冕中存在扭曲的磁结构。这促使我们考虑磁扭曲的原因阿尔芬频率连续的日冕环,这可以支持共振吸收作为一个快速阻尼机制所观察到的日冕扭结磁流体动力学(MHD)振荡。我们用一个圆柱形的磁通量管来模拟日冕环,这个圆柱形的磁通量管在内部和外部区域具有恒定但不同的密度。假设磁场是恒定的,并且除了通量管的边界附近的具有附加的小磁场扭曲的薄层之外,到处与圆柱轴对齐。然后,我们研究了一些可能出现在我们的模型中的不稳定性。在细管薄边界近似下,我们导出色散关系,并解析求解,得到基波(l=1)和一次/二次泛音(l= 2,3)扭折(m=1)MHD模的频率和阻尼率。我们的结论是磁扭曲的共振吸收可以证明在日冕环中观察到的扭结MHD波的快速阻尼。此外,在非均匀层中的磁扭曲可以导致偏离P1/P2=2和P1/P3=3,这与观测相当。
2016-08-17 astro-ph.SR physics.space-ph
Transition to turbulence in nonuniform coronal loops driven by torsional Alfvén waves. II. Extended analysis and effect of magnetic twist
在以前的工作中已经表明,扭转阿尔文波可以在具有纯轴向磁场的非均匀日冕环中驱动湍流。在这里,我们探讨的作用,磁扭曲。我们的模型作为一个横向不均匀的直通量管,锚定在光球,并嵌入在一个统一的日冕环境的日冕环。我们认为磁场是扭曲的,并通过模型的自由参数来控制磁扭曲的强度。我们激发纵向基本模式的立扭阿尔芬波,其时间演化是通过高分辨率的三维理想磁流体动力学数值模拟。我们发现扭转阿尔文波的相位混合在垂直于磁场线的方向上产生速度剪切。速度切变最终触发开尔文-亥姆霍兹不稳定性(KHi)。在弱扭曲的磁管中,KHi能够非线性地增长,随后,在冠状环中以与未扭曲的情况类似的方式驱动湍流。如果磁扭曲仍然很弱,磁扭曲的作用是延迟KHi的开始,减缓湍流的发展。相反,当磁扭曲足够强时,磁张力可以抑制KHi的非线性增长,即使KHi已经被相位混合剪切局部激发。因此,在强扭曲环中不会产生湍流
2022-09-19 astro-ph.SR
3D MHD simulations of coronal loops heated via magnetic braiding I. Continuous driving
本研究通过三维磁流体动力学模拟测试磁编织磁场中纳米耀斑加热日冕的理论,分析多股通量管模型,展示磁能释放维持高温的机制,结合SDO/AIA与MUSE正向建模,揭示高分辨率下窄电流片耗散的加热扩散特征。
2025-11-11 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
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
Coronal Inflows and Giant Polar Plumes
我们提出的第一个结果的模拟巨大的极地羽流和日冕流。我们使用一个2.5维轴对称磁流体数值模型的等温日冕和缓慢的太阳风。一个羽状物是在一个小的磁偶极上方产生的,该磁偶极嵌入在一个单极通量区域中,该单极通量区域被从日冕底部注入的阿尔文波扰动。边界条件透明。的结果进行了比较,以前获得的一维风模型,其中羽流产生的加热和磁通管膨胀参数的变化的结果。
2009-12-16 astro-ph.SR
Coronal energy release by MHD avalanches II. EUV line emission from a multi-threaded coronal loop
本文基于三维磁流体力学模拟,预测MUSE极紫外成像光谱对多丝状日冕环中磁流体力学雪崩和纳耀斑加热过程的可观测特征,发现不同谱线可揭示足点动力学、环体增亮及环顶精细结构。
2024-06-17 astro-ph.SR
A solar coronal loop in a box: Energy generation and heating
日冕环是太阳上层大气的基本组成部分。理解它们是如何被激发、构造和演化的,是理解恒星日冕的关键。在这里,我们研究如何加热的能量,以光球磁对流,输送到高层大气中的环,以及如何形成的日冕环的内部结构。在一个三维磁流体动力学(MHD)模型中,我们研究了一个孤立的冠环植根于两个脚点在对流区内的浅层使用MURaM代码。为了解决它的内部结构,我们限制了计算域的矩形框包含一个单一的冠状环作为一个拉直的磁通量管。考虑了场向热传导、光球层和色球层中的灰色辐射转移以及日冕中的光学薄辐射损失。允许足点与其周围的颗粒自洽地相互作用。该环由坡印廷通量加热,坡印廷通量是通过光球中单个磁集中内的小尺度运动自洽产生的。湍流在大气的上层发展,作为对足点运动的响应。我们几乎没有看到任何迹象表明,在给定的足点上,来自不同光球浓度的磁通量管的大规模编织会加热。合成发射,因为它将被观察到的大气成像组件或X射线望远镜,揭示了短暂的明亮的链,形成响应加热事件。总的来说,我们的模型大致再现了日冕环内观察到的等离子体的性质和演化。有了这个模型,我们可以建立一个连贯的图片如何加热高层大气的能量通量是在太阳表面附近产生的,以及这个过程如何驱动和控制日冕环的加热和动力学。
2021-12-21 astro-ph.SR
An Analytical Model of the Kelvin-Helmholtz Instability of Transverse Coronal Loop Oscillations
最近的数值模拟表明,横向日冕环振荡是容易受到开尔文-亥姆霍兹(KH)不稳定性,由于在环边界的逆流运动。我们提出了这种现象的第一个分析模型。剪切运动最大的环边界处的区域被视为分离时间周期逆流流的直界面。为了考虑扭曲管,界面一侧的磁场是倾斜的。我们表明,在界面处的位移的演变是由Mathieu方程,我们用这个方程来研究界面的稳定性。我们证明了界面总是不稳定的,并且在一定条件下,磁剪切可以降低不稳定增长率。结果,磁剪切不能稳定的接口,解释了数值发现的事实,即磁扭曲不阻止KH不稳定性的振荡磁管的边界处的发病。我们还介绍了循环$σ$稳定性的概念。如果KH不稳定性增长时间大于扭折振荡的阻尼时间,我们说横向振荡回路是$σ$ -稳定的。我们表明,即使是相对较弱的扭曲循环是$σ$稳定的。
2019-01-18 astro-ph.SR
Kink Oscillations in Solar Coronal Loops with Elliptical Cross-Sections. I. the linear regime
日冕环的截面很少是圆形的。我们研究线性扭结振荡直,密度增强,磁柱与椭圆形截面从初值问题的角度来看,通过求解三维磁流体动力学方程。出于相关的本征模分析,我们区分两个独立的偏振,一个沿主轴(M-模式)和其他沿未成年人(M-模式)。我们发现,发生在具有圆形截面的冕环中,环轴横向位移的明显阻尼伴随着横向Alfvénic运动的积累和随之而来的小尺度的发展,这表明共振吸收和相位混合概念的鲁棒性。此外,两个阶段,一般可以告诉除了在时间上的演变的环路位移;高斯时间依赖性之前的指数。对于两个被研究的密度比之间的环路和他们的周围环境,M模式(m模式)的周期往往增加(减少)与主-次半轴比,和阻尼时间的指数阶段的M模式往往超过他们的m模式对应。这对我们所研究的两个横向剖面是正确的。然而,不同极化的指数阶段中的阻尼时间的相对幅度取决于横向轮廓和/或密度对比度的规格。我们的数值研究结果的应用进行了讨论的背景下,冠状地震。
2020-10-14 astro-ph.SR
The effects of magnetic-field geometry on longitudinal oscillations of solar prominences: Cross-sectional area variation for thin tubes
越来越多的观测结果表明,太阳的双折射受到场向(纵向)和横向振荡运动的影响。大幅度的纵向运动提供了有价值的信息的几何形状的磁通道的磁结构,支持冷的日珥等离子体对重力。我们的钟摆模型,其中的回复力是沿着磁场结构的倾斜磁力线投影的重力,最好地解释了这些振荡。然而,几个因素可以影响纵向振荡,潜在地使摆模型无效。这项工作的目的是研究沿磁力线的磁场强度的大尺度变化的影响,即,沿着支撑突出螺纹的通量管的横截面积的变化。我们研究了几个磁通管配置的简正模,使用线性微扰分析,以评估不同的几何参数对振荡特性的影响。我们发现对称和非对称膨胀因子对纵向振荡的影响很小。{We得出的结论是,纵向振荡没有显着影响的通量管的横截面的变化,验证摆模型在这种情况下。
2016-07-11 astro-ph.SR
Phase Mixing of Kink MHD Waves in the Solar Corona: Viscous Dissipation and Heating
磁流体动力学(MHD)扭折波在日冕通量管中被频繁观测到,这使其成为日冕地震学的重要工具。在这里,粘性的效果上的扭结波的演变进行了研究。为此,我们在长波长极限下求解了径向非均匀通量管中不可压缩线性化粘性MHD方程的初值问题。使用模态展开技术的时空行为的扰动得到。我们确认,对于大雷诺数代表的日冕等离子体的扭结振荡的振幅的递减是由于共振吸收机制,将全球横向振荡的旋转运动中的不均匀层的通量管。我们发现,粘度抑制相混合率的扰动在不均匀区域的通量管,并防止在系统中的小尺度的连续建立,一旦达到足够小的规模。通过计算粘性耗散函数,研究了通量管非均匀层中粘性对等离子体的加热。当雷诺数为10^6-10^8时,扭结波的能量在扭结振荡的2 ~ 8个周期内转化为热量。对于更大和更现实的雷诺数,加热发生后,主要是全球扭结振荡阻尼,并没有显着的加热发生在可观察到的横向运动的通量管。
2020-05-09 astro-ph.SR
Structure and Stability of Magnetic Fields in Solar Active Region12192 Based on Nonlinear Force-Free Field Modeling
利用在非线性无力场(NLFFF)近似下构造的三维日冕磁场,分析了大太阳活动区(AR)12192的三维磁场结构及其稳定性.特别是,我们专注于磁结构,产生了X3.1级耀斑,这是在AR 12192中观察到的X级耀斑之一。根据我们的分析,AR包含多通量管系统,{ \it e.g.},大通量管,其两个足点都锚定到大双极场,在该大双极场下,其它管存在于接近极性反转线(PIL)处。这些不同大小和形状的各种通量管共存于那里。特别是,后者是嵌入沿PIL,这产生了一个有利的形状的系绳切割重联,并与X级太阳耀斑。我们进一步发现,大部分磁扭曲在耀斑爆发后并没有释放,这与没有观测到大爆发的事实相一致;另一方面,尽管没有观测到日冕物质抛射(CME),但通量管的上部超过了一个临界衰变指数,这是耀斑爆发前激发环面不稳定性所必需的。讨论了复杂通量管系统的稳定性,并指出了稳定通量管存在的原因。此外,我们进一步指出了一种可能性,跟踪耀斑带的形状,在详细的结构分析的基础上,耀斑前的NLFFF。
2016-01-05 astro-ph.SR
Acoustic emission from magnetic flux tubes in the solar network
我们提出的三维数值模拟的结果,调查波的激发在磁网络的太阳由于足点运动的磁通量管。我们认为运动,通常模仿颗粒抖振和涡流,并实现它们作为驱动运动的基础上的通量管。驱动运动在通量管内产生各种MHD模式,并在周围介质中产生声波。本文研究了高层大气对下层光球运动的响应以及通量管在引导波中的作用。我们计算的声能通量在不同的波模式跨越不同的边界层定义的等离子体和磁场参数,并检查观测色球和日冕加热的影响。
2013-04-18 astro-ph.SR