The solar corona as an active medium for magnetoacoustic waves
持续的冷却和加热过程的存在和相互作用使日冕保持在观测到的100万K的温度,最近被认为对磁声波的动力学和稳定性有至关重要的影响。这些基本上压缩波扰乱日冕热平衡,导致波引起的热不平衡现象。热不平衡是等离子体和电磁波之间能量交换的另一种自然机制,它使日冕成为磁声波的活跃介质,因此电磁波不仅可以从日冕热源(类似于燃烧气体、激光和微波激射器)损失能量,还可以从日冕热源获得能量。我们回顾了这一新兴研究领域的最新成果,重点是慢模磁声波的影响,这种扰动的日冕热平衡的反反应经验。新的效应包括增强的频率依赖性阻尼或放大慢波,和有效的,不相关的日冕等离子体的非均匀性,分散。我们还讨论了通过慢波观测和热不稳定性的线性理论来探测未知日冕加热函数的可能性。慢波从太阳日冕的活动性质中获得的新特性的多样性表明,不仅需要考虑日冕加热/冷却过程的影响,而且需要对磁流体动力学波进行适当的建模和解释。
2021-11-03 astro-ph.SR
The effect of magnetic field on the damping of slow waves in the solar corona
慢磁声波通常在天体物理等离子体系统中观测到,如日冕。当慢波在等离子体中传播时,它会改变密度、温度和磁场的平衡量。在电晕和其他等离子体系统中,热平衡包括连续加热和冷却过程之间的平衡,其幅度随密度、温度和磁场而变化。因此,波可能会导致这些竞争过程之间的不平衡。它对波浪的反作用已被证明会导致波浪的分散、放大或阻尼。在这项工作中的重要性的磁场的影响,在太阳日冕中的慢波的快速阻尼加热/冷却不平衡的评估和热传导的影响相比。的两个时标特征的不平衡的影响,推导和计算等离子体系统与一系列典型的日冕条件。由日冕热不平衡引起的慢波的预测阻尼时间为10-100分钟,与观测到的波周期和阻尼时间一致。此外,慢波阻尼的热不平衡被发现是可比的阻尼由场向热传导。我们表明,在无限场的限制,波动动力学是不敏感的依赖加热功能上的磁场,这种近似被认为是有效的电晕,只要磁场强度大于10 G的静态环路和羽流和100 G的热和密集的环路。总之,热不平衡可能会迅速阻尼慢磁声波在大部分的日冕,它包括在我们的理解慢模式阻尼可能会解决观测和理论之间的差异依赖于压缩粘度和热传导单独。
2020-11-20 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Longitudinal Plasma Motions Generated by Shear Alfvén Waves in Plasma with Thermal Misbalance
压缩等离子体扰动可能导致等离子体加热和冷却过程之间的热不平衡。这种不平衡显著影响压缩波的色散特性,在扰动和等离子体之间提供反馈。阿尔文波可以引起等离子体的纵向(压缩)运动。在本研究中,我们分析了由剪切阿尔文波引起的纵向等离子体运动引起的热不平衡的影响。我们表明,热不平衡导致出现指数体流,这本身修改阿尔文诱导等离子体运动。在正弦阿尔文波的情况下,我们显示如何诱导纵向运动的振幅和相移增益依赖于阿尔文波的频率,同时阐明其功能。这一特点已被研究分析应用于日冕条件。我们还考虑了纵向等离子体运动的剪切正弦阿尔文波诱导的数值方法的演变,然后比较所获得的结果与我们提出的分析预测,以证明在本研究中所考虑的模型。
2021-06-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Seismological constraints on the solar coronal heating function
热日冕的存在是由于辐射冷却和传导冷却之间的平衡以及某些抵消加热机制,这仍然是太阳物理学中的主要难题之一。日冕热平衡被日冕中大量存在的磁声波所扰动,导致加热和冷却速率之间的不平衡。由于这种不平衡,波经历了反反应,在与波周期相当的时间尺度上,从加热等离子体的能量供应中损失或获得能量。特别是,等离子体可能会受到波诱导的不稳定性或过稳定性,这取决于日冕加热函数的具体选择。在不稳定的情况下,日冕的热平衡会被猛烈地破坏,这就不允许存在日冕典型的长寿命等离子体结构。在此基础上,我们约束的日冕加热功能,在各种日冕等离子体结构的慢磁声波的观测。
2020-10-07 astro-ph.SR
The centroid speed as a characteristic of the group speed of solar coronal fast magnetoacoustic wave trains
本文提出利用波列质心速度评估日冕低β等离子体中QFP波列的群速度,发现其对应能量最高谐波的群速度,且与相速度差异可达70%,对能量通量估计和观测解释至关重要。
2023-11-24 astro-ph.SR physics.space-ph
Slow Magnetoacoustic Oscillations in Stellar Coronal Loops
利用本征值和本征函数边值问题的数值解,分析了具有引力分层的恒星冕环中的慢磁声振荡。在这项研究中,我们只关注共振周期。研究了引力分层、恒星质量、环温度和环长度对慢磁声振荡性质的影响。结果表明,分层和非分层之间的差异是更高的密度扰动比速度扰动。当恒星质量较大、日冕温度较高、层圈较长时,层圈中的密度扰动与调和函数有明显的不同。分层环中的周期比非分层环中的周期稍长。在我们的模型中计算的周期(14-644分钟)与在软X射线(2-70分钟)和白光(8-390分钟)中观察到的恒星准周期脉动的周期一致。
2022-05-24 astro-ph.SR
A new look at the frequency-dependent damping of slow-mode waves in the solar corona
通过多普勒频移和成像数据直接观测到的慢磁声波,以及作为太阳和恒星耀斑中的准周期脉动间接观测到的慢磁声波,为探测日冕等离子体的许多重要参数提供了重要的地震学工具。最近了解到的磁声波日冕的活动性质,通过波引起的热不平衡现象表现出来,导致识别新的自然机制来解释观测到的波的属性。在各种日冕等离子体结构中,慢波的频率依赖性阻尼仍然是一个悬而未决的问题,因为传统的波阻尼理论无法与观测结果相匹配。我们表明,占回反应引起的热不平衡的波动导致的阻尼时间和振荡周期之间的关系的修改,由线性理论规定的慢驻波。修正后的关系不是幂律形式,而是以平衡等离子体条件和日冕加热/冷却过程的性质作为自由参数。它很容易解释所观察到的缩放阻尼时间与期间的慢波在热日冕环路。未知的日冕加热过程的功能形式,与所观察到的频率相关的阻尼,地震学揭示。
2022-05-11 astro-ph.SR
Observed damping of the slow magnetoacoustic mode
利用光谱和立体成像技术观测了日冕环中慢磁声波的传播,确定了慢磁声波在三维空间中的衰减长度尺度和环系统中的密度分布。慢波被发现有一个电子折叠衰变长度尺度为$20,000^{+4000}_{-3000}$公里,沿环基地的均匀密度分布。这些观测对日冕环内波传播的建模提出了定量的限制。理论正演模拟表明,磁场线发散是主要的阻尼因素和热传导是不够的,给定的观测参数的冠环温度,密度和波模式周期。
2011-04-06 astro-ph.SR
Bayesian evidence for two slow-wave damping models in hot coronal loops
本研究通过计算边际似然与贝叶斯因子,对比仅场向热传导和含热失衡的两种慢波阻尼模型,发现多数热日冕环样本支持热失衡模型,少数适配热传导模型,或有助于揭示日冕加热机制。
2023-07-05 astro-ph.SR
Quasi-periodic Fast Propagating Magnetoacoustic Waves during the Magnetic Reconnection Between Solar Coronal Loops
利用太阳动力学天文台/大气成像组件(AIA)的多波长图像,我们提出了一个系统的开放和封闭的太阳日冕环之间的磁重联引起的日冕凝聚。在这封信中,我们报告的准周期快磁声波传播远离重联区向上跨越较高的躺在开环重联过程中。2012年1月19日,位于较高位置的开放环和位于较低位置的闭合环发生了重新连接,并形成了两组新的重新连接环。此后,冷却和凝聚的日冕等离子体发生在较高的开放环的磁倾区。在重联过程中,扰动起源于重联区向上传播的磁倾角区的高躺环的平均速度和平均速度振幅分别为200和30公里秒$^{-1}$。在日冕凝聚过程中,扰动传播的平均速度从230 km s $\sim$减小到150 km s $\sim$,然后又增大到220 km s $\sim$。这种平均速度的时间演化与AIA 131和304日冕等离子体通道的光变曲线反相关,表明日冕等离子体的冷却和凝结过程。此外,传播的扰动出现准周期性的峰值周期为4分钟。我们的结果表明,扰动代表的准周期快速传播磁声(QFPM)波起源于日冕环之间的磁重联。
2019-01-15 astro-ph.SR
Observed Dispersive Properties of the Slow Magnetoacoustic Waves Propagating in Coronal Fan Loops above Sunspots
本研究通过傅里叶域互相关分析,利用三种数据集观测到太阳黑子上方日冕扇形环中慢磁声波的相速度随频率增加,证实其色散性,为诊断日冕环内部物理条件提供了新工具。
2025-02-25 astro-ph.SR
Fast magnetoacoustic waves in a fan structure above the coronal magnetic null point
我们分析了2005年11月26日的太阳射电事件,在244和611 MHz的频率干涉观测的巨型米波射电望远镜(GMRT)在印度浦那。这些观测结果用于制作两个频率下事件的干涉测量图,时间节奏为1 s(从06:50到07:12 UT)。这些地图显示了几个无线电源。这些光源的光变曲线表明,只有244 MHz和611 MHz的两个光源在时间上有很好的相关性。极紫外耀斑更具有局部性,耀斑环远离射电源。利用SoHO/MDI观测资料和位磁场外推,我们证明了这两个相关源都位于从日冕磁零点开始的磁场线的扇形结构中。的无线电源的光变曲线的小波分析检测蝌蚪的周期范围内P = 10-83秒。这些小波蝌蚪表明存在的快速磁声波传播的扇形结构的日冕磁零点。我们估计的等离子体参数在所研究的射电源,并发现它们与所提出的方案,涉及日冕磁零点一致。
2013-01-11 astro-ph.SR
Propagating slow magnetoacoustic waves in coronal loops observed by Hinode/EIS
我们提出了第一次Hinode/EIS观测的5分钟准周期振荡检测到的过渡区线(He II)和五个日冕线(Fe X,Fe XII,Fe XIII,Fe XIV和Fe XV)在一个日冕环的足点。振荡存在于整个观测过程中,其特征是一系列周期几乎恒定的波包,通常持续4-6个周期,寿命为20-30 min。多普勒频移和强度振荡之间存在近似同相关系。这为磁声波从过渡区向上传播到日冕提供了证据。我们发现,在五个日冕线检测到的振荡是高度相关的,振幅随温度的升高而减小。从Fe X到Fe XV,多普勒频移振荡的幅度减小约3倍,而相对强度减小约4倍。这些振荡可能是由光球p模式通过色球层和过渡区泄漏到日冕引起的,这被认为是TRACE以前观察到的强度振荡的来源。振荡幅度的温度依赖性可以解释为沿着具有多线程结构的环路在足点附近传播的波的阻尼。因此,这一性质对日冕地震学诊断日冕环温度结构具有潜在的价值。
2009-02-25 astro-ph.SR
Slow-Mode Magnetoacoustic Waves in Coronal Loops
快速衰减的长周期振荡经常发生在与小(或微)耀斑相关的活动区的热日冕环中。这种波的活动最早是由SOHO/SUMER光谱仪从热发射线的多普勒速度测量中发现的,因此也被称为“SUMER”振荡。它们主要被解释为全局(或基模)驻波慢磁声波。此外,越来越多的证据表明,在太阳和恒星耀斑的光变曲线中检测到的衰减谐波型脉动很可能是由慢波驻波引起的。日冕环中慢磁声波的研究已成为与日冕地震学有关的一个特别感兴趣的课题。我们回顾了SDO/AIA和Hinode/XRT观测的最新结果,这些观测检测到了热耀斑环中的驻波和反射强度振荡,显示了热耀斑环的物理性质(例如,振荡周期、衰减时间和触发器)。我们还回顾了最近的进展,在理论和数值模拟的慢波的波激励和阻尼机制的重点。一维、二维和三维的MHD模拟一直致力于了解脉冲加热产生反射传播波或驻波的物理条件。总结了各种阻尼机理及其分析方法。基于线性理论的计算表明,热传导、压缩粘性和光学薄辐射等非理想磁流体效应可能在不同物理条件的日冕环中对慢模波的阻尼中占据主导地位。最后,概述了几个重要的地震学应用,如确定输运系数和加热函数。
2021-02-22 astro-ph.SR
Interaction of Fast Magnetoacoustic Wave with the Localized Coronal Null and Generation of the Energetic Alfvén Wave Packet
Indian Institute of Technology (BHU)(印度理工学院(贝拿勒斯印度教大学));Institute of Physics University of Graz(格拉茨大学物理研究所);Department of Astronomy and Astrophysics at Space Research Center, Ilia State University(伊利亚州立大学空间研究中心天文学与天体物理学系);Evgeni Kharadze Georgian National Astrophysical Observatory(叶夫根尼·哈拉泽格鲁吉亚国家天文台);Key Laboratory of Solar Activity and Space Weather, School of Aerospace, Harbin Institute of Technology, Shenzhen(哈尔滨工业大学深圳航天学院太阳活动与空间天气重点实验室);Korea Astronomy and Space Science Institute(韩国天体与空间科学研究所)
通过2.5D电阻磁流体动力学模拟,研究快速磁声波与局域日冕磁零点相互作用时模式转换产生阿尔文波包的过程,并分析其传播特征及对日冕能量传输的意义。
2026-06-04 astro-ph.SR
Multi-Path Quasi-Periodic Fast-mode Propagating Magnetoacoustic Waves to Diagnose Coronal Magnetic Field and Flaring Core
School of Information and Communication, Shenzhen University of Information Technology(深圳信息职业技术学院信息与通信学院)
研究2011年8月3日太阳耀斑激发的两个方向相反的多路径准周期振荡波,分宽波列和窄波列,可同时被单个耀斑触发,能用于诊断磁场和耀斑核心,展示了多路径准周期振荡波对日冕磁场和耀斑核心的可靠诊断能力。
2026-07-28 astro-ph.SR
Role of Non-Ideal Dissipation with Heating-Cooling Misbalance on the Phase Shifts of Standing Slow Magnetohydrodynamic Waves
我们分析的相位变化的常设,慢磁流体动力学(MHD)波在太阳日冕环使用线性MHD模型考虑到热传导性,压缩粘度,辐射损失,和加热-冷却不平衡的作用。我们估计了密度和温度扰动相对于速度扰动的时间和空间相移,并计算了密度和温度扰动之间的相位差。压缩粘度的整体意义被认为是可以忽略不计的大多数环路中考虑的研究。对于具有高背景密度和/或低背景温度的环路,辐射损失(具有加热-冷却不平衡)的作用被发现是更显着的。此外,加热-冷却不平衡与温度和密度相关的加热功能的效果被发现是更显着的情况下,较长的环路长度($L=500$ \,毫米)。我们导出了多变指数[ $γ_{\rm eff}$ ]的一般表达式,发现在线性MHD下,压缩粘度对多变指数的影响可以忽略不计。恒定加热的辐射损失导致$γ_{\rm eff}$随着密度的增加而单调增加,而假设的加热函数[ $H(ρ,T) \propto ρ^{a}T^{b}$,其中$a=-0.5$和$b=-3$ ]的考虑使得$γ_{\rm eff}$在一定的环密度处达到峰值。我们还通过改变自由参数$a$和$b$来研究不同加热函数的作用,对于固定的环$ρ_0 = 10^{-11}$ \,kg $\text{m}^{-3}$,$T_0 = 6.3$ \,MK和环长$L= 180$ \,Mm,我们发现考虑不同的加热函数[ $H(ρ,T)$ ]导致密度和温度扰动之间的相位差的显著变化…
2021-12-09 astro-ph.SR
Exploring source region of 3-min slow magnetoacoustic waves observed in coronal fan loops rooted in sunspot umbra
本研究结合IRIS与SDO观测追踪活动区AR12553扇状环足点,利用3分钟波的振幅调制特征,证明日冕扇状环中的3分钟慢磁声波源于本影内光球足点振荡。
2023-08-07 astro-ph.SR
Accelerating and Supersonic Density Fluctuations in Coronal Hole Plumes: Signature of Nascent Solar Winds
静态背景中的慢磁声波为在解析框架下探测太阳大气提供了地震学工具。通过分析给定温度下冕洞羽流结构电子数密度的时空变化,发现在1.02 ~ 1.23太阳半径范围内,密度扰动以超声速加速。我们解释为慢磁声波传播的声速与加速亚音速流。亚音速流的平均音速高度计算为1.27太阳半径。亚音速流的质量通量估计为相对于全球太阳风的44.1 $\%$。因此,亚音速流很可能是新生的太阳风。换句话说,在低日冕的羽流初生的太阳风的演变是量化的第一次从成像观测。根据这种解释,羽流中存在的传播密度扰动可以用作逐渐加速的太阳风的地震探测器。
2020-08-18 astro-ph.SR physics.space-ph
Evolution of fast magnetoacoustic pulses in randomly structured coronal plasmas
磁流体动力学波与结构等离子体相互作用,揭示了其中的内部磁和热结构,从而在太阳大气中具有地震学应用。我们研究了随机结构等离子体中快磁声脉冲的演化,在太阳大气中的大尺度传播波的背景下。我们进行了一维数值模拟的快波脉冲传播垂直于恒定磁场中的低$β$等离子体与随机密度分布的字段。线性和非线性政权被认为是。我们研究了脉冲幅度和宽度的演化如何依赖于它们的初始值和随机结构的参数。随机结构的等离子体作为一种色散介质的快磁声脉冲,造成振幅衰减和脉冲宽度的加宽。主脉冲通过后,等离子体中出现了次级传播快波和驻波。线性和非线性脉冲的宽度演化都可以很好地近似为线性函数;然而,窄脉冲可能具有零或负的展宽。这是因为窄脉冲易于分裂,而宽脉冲通常偏离其初始高斯形状较少,并在主脉冲顶部形成波纹结构。线性脉冲几乎以恒定速率衰减,而非线性脉冲以指数衰减。脉冲与随机介质的相互作用效率最高,随机介质的相关长度约为其初始脉冲宽度的一半。快速MHD脉冲在高度结构化介质中传播的详细模型的发展证实了EIT波作为快速磁声波的解释。快脉冲的演化为我们提供了一种诊断太阳大气亚分辨率方向的新方法。
2014-11-15 astro-ph.SR
Generation of Surface Sausage Oscillations of a Current Sheet and Propagating Magnetoacoustic Waves by Impulsive Reconnection
本文模拟了日冕中相反极性磁源汇聚引发的脉冲重联,发现重联驱动电流片产生表面香肠振荡,并激发向外传播的快慢磁声波,周期约91秒,为日冕加热机制提供新见解。
2025-07-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Quasi-periodic Propagating Signals in the Solar Corona: The Signature of Magnetoacoustic Waves or High-Velocity Upflows?
自从用TRACE和EIT(后来用EUVI和EIS)在日冕环中发现周期为3到10分钟的准周期传播振荡以来,它们几乎被普遍解释为低β日冕环境中传播慢模磁声(MA)波的证据。我们表明,这种解释是不是唯一的。相反,我们专注于无处不在的微弱的上升流,与蓝色的不对称性的谱线配置文件在冠环的足点区域,并作为微弱的干扰沿冠环在EUV/XR成像时间序列传播。仅使用成像数据很难区分这两种情况,但对谱线轮廓的仔细分析表明,微弱的上升流可能是日冕中观察到的一些准周期振荡信号的原因。我们表明,EIS测量的强度和速度振荡在日冕线(以前解释为传播波的直接证据)实际上是伴随着显着的振荡线的宽度是由一个准周期性变化的组件的发射线的蓝翼。微弱的蓝移发射分量准周期性地调制峰值强度和线质心的一个单一的高斯拟合的配置文件与相同的小振幅(分别为百分之几的背景强度,和几公里/秒)用于推断MA波的存在。我们的研究结果表明,一个显着的一部分,观察到的准周期性与日冕成像仪和光谱仪,以前解释为传播MA波,是由这些上升流。日冕振荡的不同物理原因将显著影响利用日冕环中的传播扰动成功进行日冕地震学的前景。
2010-08-31 astro-ph.IM astro-ph.SR
Hinode/EIS observations of propagating low-frequency slow magnetoacoustic waves in fan-like coronal loops
我们报告的第一个观察到的多周期性传播的扰动沿扇形日冕结构同时检测到的强度和多普勒频移的Fe XII 195 A线与EUV成像光谱仪(EIS)机载日野。这一观测结果为冠状地震学的应用提供了新的思路。我们分析了EIS坐盯模式观测的振荡使用运行差异和小波技术。检测到两个周期为12和25分钟的谐波。我们测得多普勒频移幅度为1-2 km/s,相对强度幅度为3%-5%,视传播速度为100-120 km/s。强度和多普勒频移振荡之间的振幅关系提供了令人信服的证据,这些传播功能是慢磁声波的表现。25分钟波的检测长度(在该波长上波是可见的)约为70-90 μ m,比TRACE先前检测到的5分钟波的检测长度长得多。这种差异可以用阻尼长度对热传导波周期的依赖性来解释。基于线性波理论,我们推导出的磁场的视线约59 $\pm$ 8度,一个真正的传播速度为128 $\pm$ 25公里/秒和温度为0.7 $\pm$ 0.3 MK附近的环路的脚点从我们的测量的倾斜。
2009-08-03 astro-ph.CO astro-ph.SR
Characteristics of magnetoacoustic sausage modes
目的:我们进行了一个先进的研究的快速磁声香肠振荡的冕环的背景下,MHD冠状地震学建立的依赖关系的香肠模式周期和截止波数的等离子体β的环填充等离子体。还进行了模式的不同谐波的比率的参数研究。方法:使用Lare 2d进行全磁流体动力学数值模拟,模拟在磁板环境中的热,密集的环路。对称的Epstein轮廓和一个简单的阶梯函数轮廓都被用来模拟模拟环的密度结构。分析了截止波数和二次纵谐波与基波的谐波比的表达式。结果如下:它被建立的全球香肠模式的周期是非常弱的依赖于日冕循环内的等离子体β的值,这证明了该模型的应用程序的热燃烧循环。截止波数KC的全球模式被发现是依赖于内部和外部的等离子体β值,再次只有微弱的。到目前为止,在这种情况下,最重要的因素是环与周围环境之间的密度对比度的值。最后,谐波比P1/2 P2从理想的非色散情况下的偏差被证明是相当大的低k,再次强烈依赖于等离子体密度。定量截止波数和谐波比的行为在日冕地震学领域有重要的应用。
2013-03-25 astro-ph.SR
Generation of solar chromosphere heating and coronal outflows by two-fluid waves
上下文众所周知,阿尔文波和磁声波都有助于太阳色球层的加热并驱动等离子体流出。在这两种情况下,波能量的热化都是由于离子与中性粒子的碰撞而发生的,但所获得的等离子体加热速率无法解释观测数据。资金外流的规模也是如此。目标。本论文的目的是重新审视在部分电离的太阳色球层的Alfvén和磁声波的双流体模型。我们试图检测的离子温度的变化,和垂直等离子体流不同的波组合。方法.我们使用JOANNA代码对耦合Alfvén波和磁声波的产生和演化进行了数值模拟,该代码求解了离子(质子)+电子和中性粒子(氢原子)的双流体方程,并通过碰撞项耦合。结果我们确认,脉冲产生的小振幅波的阻尼可以忽略不计的色球温度的影响,只产生缓慢的等离子体流。相比之下,大振幅脉冲产生的波显着增加色球温度,并导致更快的等离子体流出。最大加热发生在脉冲从光球中心发射时,并且相关等离子体流的幅度随着脉冲的幅度而增加。结论.大振幅耦合双流体阿尔文波和磁声波可以显着有助于太阳色球层的加热和等离子体外流的产生。
2022-11-23 astro-ph.SR
Effect of a Radiation Cooling and Heating Function on Standing Longitudinal Oscillations in Coronal Loops
在大的热日冕环(温度高于3 MK)中观察到长周期(周期大于几分钟)振荡,作为EUV和微波强度发射的准周期调制以及日冕发射线的多普勒频移,并被解释为慢磁声(纵向)振荡。在太阳耀斑的热辐射和非热辐射中检测到的周期较短的准周期脉动也可以通过类似的机制产生。我们提出的理论建模的常设慢磁声模式,表明这种模式的振荡是高度敏感的辐射冷却和加热功能的特性。我们概括了在热等离子体中的稳态慢磁声振荡的理论模型,包括辐射损失的影响,并考虑等离子体加热。加热机制没有指定,并采取经验,以补偿辐射和热传导的冷却。它示出的振荡的演化描述的广义Burgers方程。对演化方程初值问题的数值解表明,辐射冷却和等离子体加热对温度的不同依赖性导致了振荡的不同区域,包括增长、准稳态和快速衰减。我们的发现为探索日冕加热函数提供了理论基础,并可能解释耀斑中无衰减长周期准周期脉动的观测。在模拟与耀斑有关的非热辐射时,应谨慎考虑本研究中采用的流体动力学方法,因为它忽略了潜在的重要非流体动力学效应。
2016-03-28 astro-ph.SR
Superoscillations in solar MHD waves and their possible role in heating coronal loops
目标:研究日冕磁声波中超振荡的存在及其通过它们在波上产生的强烈和局部梯度加热日冕环的可能作用。方法:建立了沿场线传播的香肠波模式和扭结波模式之间的转换的解析模型。我们计算在这个模型中的局部频率,波梯度和相关的加热率由于压缩粘度。结果如下:我们发现超振荡与波模式之间的过渡伴随着波位错,通过波域转移。发现了比正常频率高10倍的频率,这意味着一个典型的3分钟日冕波将在10到20秒内局部振荡。如此高的频率带来了强梯度,通过压缩粘度有效地消散波。我们计算相关的加热率。在局部,它们非常强,在很大程度上补偿了典型的辐射损失。结论:我们发现了一个新的加热机制,磁声波在日冕。由于超振荡的加热只发生在特定的磁场线与小的截面,规模相当于日冕环,内部更大的磁通量管和波传播域。
2018-01-25 astro-ph.SR
Magneto-seismology of solar atmospheric loops by means of longitudinal oscillations
越来越多的观测证据表明,慢磁声模式出现在太阳大气中。太阳磁震学是将磁流体动力学波动理论与波动观测相比较,从而推导出太阳大气中不可直接测量的特性的一种新工具。在这里,MHD波理论进一步发展,说明如何通过测量慢MHD振荡的频率来确定沿日冕环的磁和密度结构的信息。本文讨论了它在日冕环慢磁声波观测中的应用。
2012-04-18 astro-ph.SR
Fast magnetoacoustic wave trains: from tadpoles to boomerangs
在太阳日冕中观测到了由场向等离子体非均匀性引导的快速传播的快磁声波列。在大高度的观测表明,快波列可以从激发位置传播很长的距离。我们研究了线性区域中场对准零$β$等离子体板中充分发展的色散快磁声波列的特征时间特征。快波列由空间局部化的脉冲驱动器激发,并如波导引起的色散所规定的那样沿着波导传播。在板坯与陡峭的横向密度分布,发达的波列被证明是由三个不同的阶段:一个长周期的准周期阶段的振荡周期随时间缩短,一个多周期(珀洛东)阶段,其中明显不同的时期共存,和一个短暂的周期艾里阶段。这些阶段的出现归因于平行波数上的快速波群速度的非单调依赖性,由于波导色散,并示出为不同的轴对称(香肠)和非轴对称(扭结)模式。在小波分析中,这对应于从先前已知的蝌蚪形状过渡到波列频谱的新的回飞棒形状,具有较短和较长周期的两个明显的臂。我们描述了一个具体的先前发表的射电观测日冕快速波列,高度暗示的小波频谱的变化,从蝌蚪到回飞棒,大致符合我们的建模。这些回旋镖形快波列探测的波导日冕等离子体的横向结构的适用性进行了讨论。
2021-05-28 astro-ph.SR
Diagnosing a Solar Flaring Core with Bidirectional Quasi-Periodic Fast Propagating Magnetoacoustic Waves
准周期快传播(QFP)波常被太阳耀斑激发,并被捕获在日冕结构中,具有较低的Alfvén速度,因此可以作为耀斑核和磁波导的诊断工具。由于QFP波的周期性既可以起源于周期源,也可以是色散波导,因此它是诊断耀斑芯和波导的关键参数。本文研究了2019年3月8日发生在活动区NOAA 12734的GOES级C1.3太阳耀斑激发的两个QFP波。两个QFP波由两个方向相反的冠状漏斗引导。两个QFP波的周期是相同的,大致等于X射线和17 GHz的无线电发射的耀斑核心释放的振荡信号的周期。这两个QFP波很可能是由外展核周期性激发的。这次QFP波事件的许多特征与磁音叉模型一致。我们还研究了QFP波在地震学中的应用,发现磁流体动力学地震学反演的磁场与磁外推模型的结果一致。我们的研究表明,QFP波是一个很好的工具,诊断耀斑核心和磁波导。
2021-02-07 astro-ph.SR
Exploring magnetic coupling of solar atmosphere through frequency modulations of 3-min slow magnetoacoustic waves
该研究通过多波长观测发现太阳黑子扇形环中3分钟慢波具有14-20分钟和24-35分钟的周期性频率调制,证明其由光球足点振荡驱动,揭示了太阳本影大气的磁耦合。
2023-09-05 astro-ph.SR
Accelerating waves in polar coronal holes as seen by EIS and SUMER
我们目前的EIS/Hinode & SUMER/SOHO联合观测,允许第一次光谱检测加速扰动记录在极冕洞羽间和羽区的日冕线。从时间-距离辐射图中,我们探测到在极地羽流间区域存在传播扰动,其周期为15至20分钟,传播速度从临边上方的130+/-14 km/s增加到临边上方160”附近的330+/-140 km/s。这些扰动也可以被追踪到起源于冕洞盘上部分的明亮区域,在那里的传播速度被发现在25+/-1.3至38+/-4.5 km/s的范围内,具有相同的周期性。这些盘上的明亮区域可以被视为日冕漏斗的底部。邻近的羽流区域也显示存在传播扰动,其周期范围相同,但传播速度仅在135+/-18至165+/-43 km/s范围内。据我们所知,这一结果提供了第一个光谱证据的加速传播的扰动在极地地区接近太阳(1.2太阳半径内)。我们认为,波可能是阿尔夫文或快速磁声在羽流间和慢磁声在羽流地区。这可能导致的结论是,羽流间是加速快速太阳风的首选通道。
2010-05-19 astro-ph.SR
Slow magnetoacoustic gravity waves in an equilibrium stratified solar atmosphere: cut-off periods through the transition region
假设薄通量管近似,我们引入一个分析模型,考虑存在:一个非等温的温度,一个不断变化的磁场和流体静力学平衡由于一个恒定的重力加速度的非均匀分层介质。这使得研究缓慢的磁声截止期整个太阳过渡区,从太阳色球层的底部到较低的日冕。所使用的温度廓线接近VAC太阳大气模型。得到的周期与观测结果一致。类似的声学截止周期,所产生的磁声重力遵循尖锐的温度分布,但向更大的高度转移;换句话说,在给定的高度磁声截止周期是显着低于相应的声学。沿着倾斜的薄磁管的给定经度,软化器的倾斜度越大,它穿过的温度梯度越大。在磁场强度的变化并没有显着修改在日冕水平的周期,但调制的值之间的$\sim [2\,- 6]\,$分钟的周期内低于过渡区。在我们的模型的限制,我们表明,太阳大气的单色振荡是大气响应在其固有频率随机或脉冲扰动,而不是强迫从光球的后果。
2018-07-05 astro-ph.SR
Decay Length of Slow Magnetoacoustic Waves in the Solar Corona using SDO/AIA and SolO/EUI
University of Warwick(华威大学);Royal Observatory of Belgium(比利时皇家天文台);Kyung Hee University(庆熙大学)
研究利用SDO/AIA和SolO/EUI同时观测日冕慢磁声波,通过时间距离分析量化波衰减。发现LoS与波传播方向夹角是决定慢波表观衰减的关键,校正观测效应有助于推断潜在物理耗散过程。
2026-07-29 astro-ph.SR
Fast magnetoacoustic wave trains of sausage symmetry in cylindrical waveguides of the solar corona
已知由等离子体非均匀性(特别是日冕环、纤丝和羽流)沿着磁场引导的快磁声波是高度色散的,这导致由宽带脉冲驱动器(例如,太阳耀斑)激发的准周期波列的形成。我们研究了圆柱体几何形状对快速香肠波列形成的影响。我们进行了磁流体动力学数值模拟的快速磁声扰动的香肠对称性,传播从本地化的脉冲源沿场对齐的等离子体圆柱体与平滑的径向轮廓的快速。发现波列具有明显的周期调制,在波列的开始处看到较长的瞬时周期。波列也具有明显的振幅调制。子波频谱的波列具有特征的蝌蚪的功能,与宽带大振幅头前低振幅准单色的尾巴。波列的平均周期约为穿过圆柱体的横向快磁声渡越时间。平均平行波长约为波导等离子体柱的直径。瞬时周期比香肠波截止周期长。波列特性取决于内外介质中的快磁声速、平衡量横向分布的光滑性以及初始扰动的空间大小。如果初始扰动位于圆柱体的轴上,则波列包含具有较短周期的较高径向谐波。
2015-10-27 astro-ph.SR
Resonant Absorption of Fast Magnetoacoustic Waves due to Coupling into the Slow and Alfven Continua in the Solar Atmosphere
研究了非均匀、弱耗散、一维平面、强各向异性色散等离子体中快磁声波的共振吸收。磁位形由夹在两个半无限均匀磁性等离子体区域之间的非均匀磁性板组成。横向驱动的FMA波穿透与局部慢波或Alfven波存在于非均匀层中的相互作用的非均匀板,并且部分地被该区域反射、耗散和透射。本研究的目的是找到太阳色球和日冕条件下的波能吸收系数。数值结果进行了分析,以找到波能吸收系数的慢和阿尔芬共振位置。数学推导是基于两个简化的假设,即(i)非线性很弱,(ii)非均匀层的厚度与波的波长相比很小,即我们采用所谓的长波长近似。慢共振被发现是由非线性理论描述,而在阿尔芬共振的动力学可以在线性框架内描述。我们引入了耦合共振的新概念,当两个不同的共振彼此非常接近时,会发生这种情况,从而导致入射波的行为就像它同时受到两个共振的影响一样。我们的结果表明,波的能量吸收是很大程度上依赖于入射波的角度结合平衡磁场的倾角。此外,它被发现,FMA波是非常有效地吸收在阿尔芬共振日冕条件下。在色球条件下,FMA波的吸收效率要低得多,尽管由于耦合共振而增加了效率。
2010-06-12 astro-ph.SR
Waves in Solar Coronal Loops
最近的观测揭示了日冕中普遍存在的磁流体动力学(MHD)波和振荡。本文综述了活动区冕环中主要存在的4种波(或振荡)现象的观测研究进展,包括耀斑引起的慢模振荡、快扭折模振荡、传播慢磁声波和泛在传播扭折(Alfvenic)波。本文不仅全面介绍了这些波和日冕地震学的各个方面,而且突出了新出现的或激烈争论的主题,从而为读者进一步研究他们感兴趣的主题提供了有益的指导。
2018-03-30 astro-ph.SR
Excitation of flare-induced waves in coronal loops and the effects of radiative cooling
多项太空任务(SOHO/EIT、TRACE和SDO/AIA)的极紫外成像观测揭示了太阳日冕环中存在传播强度扰动。这些扰动通常被解释为慢磁声波。然而,最近的光谱观测与Hinode/EIS的活动区环路,揭示了传播的强度扰动与间歇性等离子体上升流(或射流)的足点,这可能是产生的磁重联。由于这个原因,这些扰动是波还是周期性流动仍在研究中。这项研究的目的是了解所观察到的扰动的物理性质,通过调查从下面的热等离子体注入和流动的演变和波沿回路传播的波的激发。我们扩展我们以前的研究的基础上等温的三维MHD模型的活动区,一个更现实的模型,包括全能量方程占辐射损失的影响。计算初始化与一个平衡态的模型活动区使用潜在的(偶极)磁场,重力分层密度和温度从多方状态方程。我们模拟了热等离子体沿不同温度的回路,温暖($\sim$ 1 MK)和热($\sim$ 6 MK)的稳定等离子体流出的脉冲注入。模拟结果表明,在日冕底部发射的热射流激发慢磁声波,沿环路传播到高日冕,而注入的热流随着高度迅速减速。模拟结果支持观测到的日冕扰动主要是波动特征。我们还发现辐射冷却对1-6 MK冕环慢模波衰减的影响很小,这与以前基于一维MHD模型的结论一致。
2017-06-13 astro-ph.SR
Plasma heating and nanoflare caused by slow-mode wave in a coronal loop
我们对大日冕环中的反射强度扰动进行了详细分析,该扰动表现为晃动振荡并持续至少一个半周期。扰动是由微耀斑在一个足点的环路,传播沿环路,并最终反映在远程足点,在所有的AIA极紫外线(EUV)的通道中观察到显着的增亮。这一独特的观测结果为我们提供了机会,不仅可以更好地了解晃动振荡的热特性和阻尼机制,还可以更好地了解远程足点处的能量传递。基于差分辐射测量(DEM)分析和冠状地震学技术,我们发现:1)计算出的局部声速与观测到的振荡过程中扰动的传播速度一致,表明存在慢磁声波;(二)热传导是波的主要阻尼机制,但附加阻尼机制如压缩粘度或波的异常增强还需要泄漏来解释观测到的波的快速衰减; 3)波在远程足点处产生纳米耀斑,峰值热能为$\thicksim10^{24}-10^{25}$ erg。这项工作提供了一个一致的图片磁声波的传播和反射在日冕循环,并报告了第一个坚实的证据波引起的nanoflare。结果为进一步的模拟研究提供了新的线索,并可能有助于解决日冕加热问题。
2022-08-22 astro-ph.SR physics.plasm-ph
On the Nature of Propagating Intensity Disturbances in Polar Plumes during the 2017 Total Solar Eclipse
羽流中的传播强度扰动(PID)仍然知之甚少,它们的身份(磁声波或流动)仍然是一个悬而未决的问题。我们调查了2017年日全食期间观察到的位于北极日冕洞的五个羽流中的PID。三个羽流与其底部的日冕亮点,喷流和大针状体(活动羽流)有关,其他两个羽流则没有(安静羽流)。羽流底部的电子温度是由日出号上的X射线望远镜拍摄的图像的滤波器比率和来自日食仪器诊断日冕实验(DICE)的400 nm左右的通带比率获得的。通过对大气成像组件(AIA)在三个不同波长通道(171 A、193 A和211 A)中拍摄的图像中的时空(r-t平面)图应用傅立叶变换来获得羽流中PID的相速度(v_r)、频率(ω)和波数(k)。我们发现,温度较高的AIA通道193和211 A中的PID比温度较低的AIA 171 A通道中的PID快。这种趋势对于活跃的羽流比安静的羽流更显著。在AIA 171和193 A通道之间观察到的速度比(~1.3)与慢磁声波的理论值(1.25)相似。我们的研究结果支持的想法,PID在羽流代表的叠加慢磁声波和等离子体外流,包括密集的冷流和热日冕喷流。
2021-02-03 astro-ph.SR
The coronal power spectrum from MHD mode conversion above sunspots
本文利用 2.5D MHD 模拟研究黑子大气中 p 模式向上传播导致的双重模式转换,揭示重力分层的频率滤波使日冕 Alfvénic 波功率谱峰值向更高频率移动。
2025-01-06 astro-ph.SR
Diagnostics of the solar coronal plasmas by magnetohydrodynamic waves: Magnetohydrodynamic seismology
本文系统介绍利用日冕磁流体动力学波诊断太阳日冕等离子体参数的磁流体动力学地震学方法,涵盖慢波、扭结振荡等探针及数据获取、运动放大和贝叶斯统计等实用技术。
2024-03-29 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Unravelling the components of a multi-thermal coronal loop using magnetohydrodynamic seismology
日冕环构成了活跃太阳的基本组成部分,是帮助理解维持太阳和恒星日冕数百万开尔文温度的机制的主要目标。尽管在观测和理论上取得了重大进展,但我们对这些结构的基本性质的了解仍然有限。在这里,我们提出了前所未有的观测加速慢磁声波沿日冕环路,显示在两个不同的温度通道的传播速度差,揭示了多股和多热的性质的循环。利用所观察到的速度,并采用非线性无力磁场外推,我们推导出实际的温度变化沿回路在两个通道,从而能够解决两个单独的组件的多热循环的第一次。所获得的正温度梯度表明沿着环路均匀加热,而不是孤立的足点加热。
2016-11-12 astro-ph.SR
Reconnection-driven Decaying Pulsations Modulated by Slow Magnetoacoustic Waves
本研究分析2024年两次耀斑的硬X射线与微波QPP,提出其由驻立慢模磁声波调制的振荡磁重联触发,并由黏性阻尼与局部重联率共同导致快速衰减。
2025-10-20 astro-ph.SR
Generation of fast magnetoacoustic waves in the corona by impulsive bursty reconnection
本研究通过模拟日冕磁零点与外部扰动的相互作用,发现脉冲爆发式重联产生的等离子体团相关过程可激发快模磁声波,提出波与重联共生(SWAR)机制,为太阳大气加热和太阳风驱动提供新视角。
2024-11-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
3D Coronal Slow Modes: Towards 3D Seismology
2008年1月10日,日地关系观测台A和B号航天器使用极紫外成像仪对日冕进行了高时间节奏研究,目的是调查日冕动力学。观测了活动区日冕环内波的三维传播,并测量了真实的日冕慢模速度。强度振荡的周期约为12分钟,观察到向外传播的环路系统的基础,与慢磁声模式。本文采用一种新的分析方法,对A、B航天器的观测数据进行了波相速度的测量。这些立体观测被用来推断波传播的三维速度矢量,与当地法线的倾角为37 ± 6度,震级为132 ± 9和132 ± 11 km s-1,首次测量了真正的日冕纵向慢模速度,推断温度为0.84 ± 12 MK和0.84 ± 15 MK。
2009-03-24 astro-ph.SR
The Solar Corona: Why It Is Interesting for Us
强磁场对日冕的物理性质至关重要。它们很容易移动稀薄的日冕等离子体。日冕的主要结构元素,所谓的日冕流光的物理起源进行了讨论。结果表明,海流内部的重连层决定了海流的大尺度结构和演化,包括产生、破裂和恢复。光球层中的小尺度(精细)磁场经历随机运动。它们的重联似乎是一个重要的来源,平静电晕加热的能量通量。对于主动日冕加热,熵和磁声波的特性,与辐射冷却,是显着的,应该考虑在日冕加热理论。
2013-03-13 astro-ph.SR
Linear and nonlinear MHD mode coupling of the fast magnetoacoustic wave about a 3D magnetic null point
背景:在二维模型中,日冕磁零点被认为是局部加热事件的可能位置。我们调查这种可能性完全三维零点。目的:我们调查的性质的快速磁声波关于一个完整的三维磁零点,在其传播的具体利益,我们寻找证据的MHD模式耦合和/或转换到Alfvén模式。研究方法:构造了一个特殊的场线和磁通基坐标系,允许在适当和不适当的三维零点附近引入纯快磁声波。本文考虑了理想β = 0的MHD方程,用LARE 3D数值程序求解。利用特殊的坐标系分离和识别了合成波的各组成模式。数值结果得到了支持的分析工作来自微扰理论和线性实施的WKB方法。结果如下:一个最初的纯快波被发现是永久解耦的Alfvén模式的线性和非线性的适当和不适当的三维零点。纯快模式还产生并维持沿平衡磁场排列的非线性扰动。由此产生的纯快速磁声脉冲具有瞬态行为,这被发现是由(平衡)阿尔文速度分布,和折射效应集中所有的波能量向零点。结论:因此,以前2D工作的主要结果确实可以延续到完全3D磁零点,
2012-08-29 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Propagating Intensity Disturbances in Fan-like Coronal Loops: Flows or Waves?
利用SOHO/EIT和TRACE的EUV成像观测,已经广泛地研究了沿日冕结构向上传播的准周期强度扰动。它们被解释为慢模式磁声波或间歇性上升流。在这项研究中,我们的目的是证明光谱观测的时间序列是解决这个难题的关键。利用Hinode/EIS的坐立凝视观测资料,分析了扇形冕环中多个波长的扰动强度和多普勒频移。我们发现,扰动并没有造成蓝翼不对称的光谱轮廓在温暖的(~1.5 MK)日冕线。估计的小视线速度也不支持间歇性上升流的解释。在高温(~2 MK)日冕线中,扰动确实引起了蓝翼不对称,但双重拟合揭示了一个高速的次要分量是稳定和持久的,而传播强度和多普勒频移扰动主要是由于核心分量的变化,因此支持慢波解释。然而,蓝向线不对称的原因仍不清楚。
2012-01-25 astro-ph.SR
Review article: MHD wave propagation near coronal null points of magnetic fields
我们提出了一个全面的审查MHD波的行为在附近的日冕零点:位置的磁场,因此当地阿尔文速度为零。在2D、2.5D和(在一定程度上)3D磁零点附近,对所有三种MHD波模式,即Alfven波和快、慢磁声波的行为进行了研究。在一般情况下,它被发现,快速磁声波行为是由阿尔芬速度分布。在$β=0$等离子体中,快波通过折射效应朝向零点聚焦,并且所有的波能量以及因此电流密度在零点附近累积。因此,零点将是由快波优先加热的位置。独立地,阿尔芬波被发现沿着磁场线传播,并被限制在它产生的场线上。当波接近零点时,它由于发散的场线而扩散。最终,阿尔芬波沿着分界线(二维)或沿着脊或扇平面(三维)积累。因此,阿尔芬波能量将优先在这些位置耗散。很明显,磁场对磁流体波在日冕零点附近的传播和性质起着基本的作用。这个主题是一个基本的等离子体过程,到目前为止,结果也导致了关键的见解重联,模式耦合,准周期脉动和相位混合。
2012-04-27 astro-ph.SR math-ph math.MP
Study of multi-periodic coronal pulsations during an X-class solar flare
利用RHESSI卫星的软X射线数据,我们研究了2013年5月14日X 3.2级耀斑衰变阶段的准周期日冕脉动。对软X射线光变曲线的周期图分析表明,在3-6、6-12和12-25 KeV能带中,53 s和72 s周期共存。考虑到耀斑环系统的典型长度和观测到的周期性,我们发现它们与多个(前两个谐波)的快磁声香肠波。利用互相关技术对不同能带软X射线辐射的相位关系进行了研究,结果表明,由于没有发现相位滞后现象,所以这些模在自然界中是稳定的。在考虑周期比的情况下,利用磁流体动力学地震学诊断了耀斑区的局部等离子体条件。发现周期比P1/2 P2为0.65,这表明这种振荡最有可能在纵向密度分层环中激发。
2015-07-08 astro-ph.SR
On the statistical detection of propagating waves in polar coronal holes
波对日冕的加热和太阳风的加速都很重要。我们研究了1996年10月20日观测到的北冕洞的长光谱时间序列,使用SoHO上的SUMER光谱仪。观测是在过渡区NIV 765 A线和低日冕Ne VIII 770 A线上获得的。我们的观察表明存在的压缩波的周期为~25分钟。使用傅立叶技术,我们测量的相位延迟之间的强度以及速度振荡在两个选定的线。由此,我们能够测量传播振荡的传播时间,从而测量产生振荡的波的传播速度。我们发现,有一个在明亮的(“网络”)和黑暗的(“互联网络”)地区的传播的性质的差异,后者有时显示向下传播的波,这是没有看到在前者的证据。由于在所有情况下,测得的传播速度是亚音速的,我们得出结论,检测到的波是慢磁声的性质。
2009-02-16 astro-ph.SR
Exact solution to the problem of slow oscillations in coronal loops and its diagnostic applications
本文利用无穷大磁场假设和Fourier方法,获得了日冕环中驻立慢磁声波线性演化的精确解析解,揭示了热传导对熵模式与慢模式能量分配的影响,并给出了适用于任意谐波数的等离子体参数相位差关系。
2023-04-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Using HINODE/EIS to Confirm a Seismologically Inferred Coronal Temperature
HINODE卫星上的极紫外成像光谱仪用于通过应用光谱诊断方法检查Marsh等人(2009年)所述的环路系统。一个简单的等温映射算法被应用到确定等温等离子体的假设可能是有效的,和排放测量loxis技术被用来确定沿环路系统的基础上的温度分布。研究发现,沿着底部,该环具有均匀的温度分布,平均温度为0.89 +- 0.09 MK,这与Marsh等人(2009年)使用慢磁声模式观测结果在地震学上确定的温度一致。结果进一步加强了慢模式解释,以均匀声速传播,以及Marsh等人(2009)中应用的分析方法。发现在目前观测的精度范围内,不可能区分慢模相速和声速。
2009-10-20 astro-ph.SR