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光球磁流管中慢腊肠表面波的衰减
录入者:  |  时间:2018-11-21 14:27:07  |  作者:李波等  |  浏览次数:

自TRACE首次观测到冕环扭曲模以来,磁流体波动在日冕中的广泛存在已是学界的常识。事实上,磁流体波动在光球与色球这类低层太阳大气中也几乎无处不在。特别是,2015年Grant等人观测到从光球沿着磁孔传播到色球的慢表面腊肠模,而且,随着高度增加,其能流密度迅速减小,即此波模存在严重的衰减。

慢腊肠表面波是光球磁流管所支持的一种可压缩轴对称集体振动,因为其相速度与内部声速相当且波能聚集在磁流管表面附近而得此命名。这支波模相速度介于内外cusp速度之间。如果背景平衡参数在横向连续变化,那么cusp速度在横向也会连续变化。其后果是,在磁流管边界附近,某处的cusp速度会与此波模相速度相等,发生cusp共振,慢腊肠表面波的波能转移给局域化的慢波,其自身波能降低,显示为衰减。那么,cusp共振吸收是否是导致Grant文章中腊肠模剧烈衰减的主导机制呢?

共振吸收本质上是个理想磁流体现象,它给出的衰减率只在磁雷诺数很大时才成立。我们分析了Grant等人2015年考察的波模,其所在磁孔半径约1500千米,孔内阿尔文速约12km/s,由此计算得到的磁雷诺数并不非常大。因此,对慢腊肠表面波衰减而言,至少有两种机制可能起作用:第一,cusp共振吸收这一理想机制,第二,直接电阻阻尼这一非理想机制。至于哪种机制更重要,需要进行数值计算来分析评估。

通过求解线性化电阻MHD方程组,我们讨论了直接电阻阻尼和cusp共振吸收对光球中磁流管所支持慢腊肠表面波衰减的贡献。研究表明:对于光球中慢腊肠表面波的衰减,直接电阻阻尼比cusp共振吸收更有效,因此在相关研究中必须把电阻的影响包含进去。

本项研究工作由山东大学空间科学研究院陈绍霞、李波、石米杰和于惠等人共同完成,发表于The Astrophysical Journal。论文作者感谢国家自然科学基金和山东省自然科学基金等项目的资助。

论文信息:Damping of Slow Surface Sausage Modes in Photospheric Waveguides, Chen et al., 2018, ApJ, 868, 5

论文链接:http://adsabs.harvard.edu/abs/2018ApJ...868....5C

 

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