磁震学(Magneto-seismology)是太阳物理学中的新兴研究方向,它利用成像或光谱手段所观测到的太阳大气震荡参数,结合磁流体力学波动理论,推测难以直接测量的大气物理参数。我们的研究受两方面的观测进展所启发。一、磁环等分立结构所支持的驻波在磁震学应用中起着极为重要的作用。二、太阳大气中流动无处不在,且可达到阿尔芬速度量级。我们很自然要问:环内流动对冕环所支持的驻波影响如何呢?
我们将冕环以冷磁片描述,系统地求解了流动磁片所支持驻波的基模与任意次高次谐模的周期比。结果表明,考虑流动与否对快扭曲模的周期比有重要影响,谐模阶数越高,该影响越强。对快腊肠模来说,流动对其可能存在的参数空间有重要影响,我们通过参数研究建立了冕环截止横纵比对冕环内外密度比以及环内Alfven马赫数的简单联系,并以一简单的解析表达式来描述。这一解析表达式至少有两方面应用:一,如果某冕环发生了驻立腊肠模震荡,那么由成像测量得到的其横纵比可以立刻提供环内外密度比与环内Alfven马赫数的约束。二,在2000年以前无空间分辨率的射电资料中那些疑似腊肠模的震荡可能需要重新审视。即便它们真的是腊肠模,这些模式也会仅扰动部分冕环而非其整体。简而言之,我们的结果表明以往研究中少有考虑的冕环内流动对于冕环所支持的驻波性质有重要影响。
这一研究结果已被影响因子为3.26的Solar Physics接受,将于近期发表(Shao-Xia Chen, Bo Li*, Li-Dong Xia, Yan-Jun Chen, & Hui Yu. Effects of field-aligned flows on standing kink and sausage modes supported by coronal loops. Solar Physics, in press)。这一研究得到了973项目、国家自然科学基金、教育部博士点基金、山东省自然科学杰出青年基金的支持。
无空间分辨射电资料中的驻立腊肠模。横、纵坐标分别是距日面高度和电子密度。Baumbach-Allen线表征的是背景日冕电子密度,横虚线表征了等离子体频率为1GHz所对应的密度。若假定冕环横纵比为0.25,黑、红、绿三条实线表征了环内Alfven马赫数为0, 0.2,和0.4时,为能够支持腊肠模,冕环密度所应达到的最小值。这意味着,在1GHz的观测频率下,只有虚线以下的冕环较高部分才能支持腊肠模。换言之,如果冕环实际长度较短,那么以往射电观测资料中里疑似腊肠模震荡的那些猜测就不成立了。