太阳大气中存在着各种各样的磁流体力学波动,其中快腊肠波能够解释太阳耀斑光变曲线中的准周期脉冲,并且为日冕加热提供能量,因此受到越来越多的关注。最近Grant等人发现了一例从太阳光球向上传播的快腊肠行波,它在沿着光球层气孔结构向过渡区传播时存在明显的空间衰减,这可能对色球和日冕加热有重要贡献。
为定量理解快腊肠模行波对加热的贡献,必须对其色散行为和能量流动有清晰了解。通过求解快腊肠模所满足的线性化磁流体力学方程组,我们得到了它的色散关系。对于单色边界扰动(实频率)激发的波,以(复)波数为本征值求解色散关系,从而得到波能辐射引起的空间衰减。下图中给出了快腊肠行波波数的实部和虚部随频率的变化(左栏)。作为对比,右栏给出了快腊肠驻波的复频率随实波数的变化。从图可见,快腊肠行波和驻波在低频时有本质区别。特别地,右栏表明不存在低频驻波,这也可以解释为什么至今还没有长周期驻波的观测报道。但行波对任意频率均可存在,只不过当频率小于某一临界值时,其空间衰减尺度很小,与环半径相当。这意味着对腊肠波而言,高密度的磁结构相当于一个有效的滤波器:当磁柱底部受到宽频扰动时,只有短周期的波才能沿着环有效的传播,从而被观测到。
该项研究结果已被Astronomy & Astrophysics接收,将于近期发表(Guo, Ming-Zhe; Chen, Shao-Xia; Li, Bo; Xia, Li-Dong; Yu, Hui,Spatial damping of propagating sausage waves in coronal cylinders,arXiv: 1507.07724)。论文作者感谢中国973项目和中国国家自然科学基金的资助。