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动力学模拟研究结果为日冕准周期扰动上传的观测提供新解释
[ 录入者:admin | 时间:2016-06-30 22:04:51 | 作者: | 来源: | 浏览:487次 ]


文章来源:北京大学空间物理与应用技术研究所网站(http://www.space.pku.edu.cn )

在低日冕中经常能观测到准周期的亮度扰动现象。在此类光谱观测中,除了能看到谱线强度存在着准周期的变化外,还能看到谱线轮廓存在着准周期的红-蓝翼 (R-B) 不对称性。关于这种准周期亮度扰动现象的成因,目前存在着两种解释。第一种解释认为,该现象的形成与在日冕中传播的慢波有关。第二种解释认为,该现象的形成与在日冕中出现的周期性喷流有关。慢波或准周期性喷流的存在使等离子体密度会发生准周期性的变化,并进一步导致等离子体辐射出的光谱强度发生准周期性变化。而谱线轮廓出现的准周期R-B 不对称性可能为波动或流动等离子体辐射的光谱与背景等离子体辐射的光谱叠加的结果。一般认为这两种解释是相互独立的且不兼容的。


本工作结合现存的两种解释提出了一种新的见解:波动和流动可能同时存在。该新的观点认为,慢波与离子朗道共振可能会产生束流,因此波动与流动(束流)可以同时存在。该解释还认为,准周期亮度扰动的出现为慢波传播导致的等离子体密度的周期性变化的结果,而R-B不对称性则为朗道共振所产生的束流的反映。然而,由于低日冕中离子间的库伦碰撞作用不能忽略,所以难以判断在低日冕的环境下朗道共振能否产生束流。


为了研究在低日冕的等离子体环境下慢波与离子朗道共振是否可以产生束流,本工作进行了数值模拟。经过模拟我们发现,在低日冕的等离子体环境下朗道共振可以产生周期性的束流。我们还发现,束流与等离子体密度扰动间存在约1/4周期的相位差。这样的相位差也许可以解释观测中R-B不对称性与谱线强度扰动间较差的相关性。


该结果发表在The Astrophysical Journal (Ruan et al. 2016, ApJ, 825, 58)。文章作者有:阮文治、何建森(通讯作者)、张磊、Christopher VocksEckart Marsch、涂传诒、Hardi Peter、王玲华 。研究工作受自然科学基金创新研究群体、重点项目、面上项目和中组部青年拔尖人才计划的资助。

 

http://www.space.pku.edu.cn/sites/default/files/users/user56/%E5%B1%8F%E5%B9%95%E5%BF%AB%E7%85%A7%202016-06-30%20%E4%B8%8B%E5%8D%883.16.47.png

. 平行慢磁声波通过朗道共振引起速度分布周期性地偏离麦氏分布。(a) 在某个时刻,平行速度分布随高度的变化;(b) 平行速度偏离麦氏分布的程度;(c) 慢磁声波的电场扰动结构;(d) 平行速度分布的红-蓝翼不对称性。

 

http://www.space.pku.edu.cn/sites/default/files/users/user56/%E5%B1%8F%E5%B9%95%E5%BF%AB%E7%85%A7%202016-06-30%20%E4%B8%8B%E5%8D%883.17.07.png

. 平行传播的慢磁声波引起的密度、整体速度、平行温度和垂直温度的周期性结构及其耗散结果。由于沿着平行有较大的热传导效应,平行温度的扰动相位稍微领先于垂直温度的扰动相位。垂直温度的扰动是由于库伦碰撞导致平行动量和垂直动量交换引起的。

 

 
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