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横向非均匀磁环中脉冲激发的腊肠行波
[ 录入者:admin | 时间:2016-10-22 09:30:17 | 作者:于惠、李波 | 来源: | 浏览:484次 ]

       在过去的近20年里,太阳大气磁震学有了长足的发展。在观测到的大量低频磁流体波模中,与耀斑相关的准周期高速波列最近颇受关注。SDO/AIA观测到很多准周期高速行波,其准周期约在25400s之间;日食期间的高分辨率白光观测中也发现了冕环中的准周期行波。Katsiyannis 等人在对998月日食期间的观测数据进行分析时,在小波谱中发现了蝌蚪状的结构,证明此事件很可能来自脉冲扰动源激发的行波列。原则上,基于波列的时间演化和小波谱特征可以推断其所在冕环的一些关键参数信息:比如说环内阿尔文速度、环内外密度比以及扰动源的位置等,从而丰富我们对日冕的认识。

直观上,准周期行波是由源区的准周期活动产生的,但准周期信号也可以由脉冲扰动源激发;脉冲激发准周期行波的关键在于色散。日冕中的快腊肠模,因为具有较强的色散性,一直被作为脉冲激发准周期行波的主要研究对象。已有研究表明,对于离扰动源足够远的位置,根据到达观测点的波包的群速度不同,腊肠行波信号的时间演化可以分为周期相、准周期相和衰减相。其对应的小波谱为蝌蚪状,最强信号出现在准周期相内,开始于环内Alfven速度的波包到达观测点,结束于最小群速度的波包到达观测点。

在脉冲激发行波的理论中,我们发现行波的演化和小波谱特征是由束缚腊肠模的群速度曲线决定的。但是已有的理论结果或者是基于阶跃横向密度剖面得到的,或者是对冕环参数采取了某些特定的剖面形式。如果横向密度剖面具有任意连续的形式,对行波特征会有什么影响?其光变曲线的时变特征和小波谱特征是否不同?我们的研究试图回答这个问题。

利用我们先前工作(Chen et al. 2015, ApJ 812 22)中得到的具有任意连续横向密度剖面的冕环内快腊肠模的色散关系,可以获得其群速度曲线。我们发现,群速度曲线除了已有的先减再增型−/+型和单减型,还增加了先减再增再减再增(−/ + / − /+)型和先减再增再减(−/ + /−)型。这两种新增类型的群速度曲线除了存在一个极小值外,还存在局部极大值。


 

进一步,对不同类型群速度曲线,求解其对应参数时的速度扰动方程,得到相应行波波列的时间演化和小波谱。可以看出,不同类型群速度曲线的时间演化特征和小波谱特征不同,从观测上可以区分。因此,横向密度剖面的不同,可以在时间演化和小波谱特征上体现出来,这些差异原则上可以帮助我们确定什么样的密度剖面描述冕环更合适。

该项研究结果由山东大学空间科学研究院联合中国科学院国家空间科学中心共同完成,已被The Astrophysical Journal接收,将于近期发表。(Hui Yu, Bo Li, Shao-Xia Chen, Ming Xiong, and Ming-Zhe Guo, IMPULSIVELY GENERATED SAUSAGE WAVES INCORONAL TUBES WITH TRANSVERSALLY CONTINUOUS)。论文作者感谢973项目、国家自然科学基金、山东省基金的支持。

 
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