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高频振荡的吸收及其与发射率降低的关系

太阳与恒星天体物理 2021-06-04 v1

摘要

众所周知,太阳黑子是太阳振荡模态功率的强吸收体。证明这一点最令人信服的方法是通过傅里叶-汉克尔分解(FHD),该方法将局部振荡场分离为入射波与出射波,显示出功率的降低。由于太阳动力学和磁场成像仪的高帧率多普勒测量,可以在高于声学截止频率的频率上研究功率吸收。我们对五个太阳黑子区域和两个宁静太阳对照区域进行了FHD,并研究了所得吸收谱α(ν)\alpha_\ell(\nu),特别是在频率ν\nu > 5.3 mHz处。我们观测到一个未曾报道过的高频吸收特征,其仅在存在太阳黑子时出现。该特征局限于单跳波的相速度范围,其源与太阳黑子中心重合,此情况下vphv_{ph} = 85.7 km/s。通过在恒定相速度下对吸收谱进行拟合,我们发现峰值吸收强度αmax\alpha_{max}介于0.166与0.222之间,噪声水平约为0.009(5%)。低频脊上已知的吸收可达αmax\alpha_{max}\approx 0.5。因此我们在吸收谱中的发现较弱,但依然显著。从高频波能量收支的初步考量来看,该观测很可能由太阳黑子内发射率的降低所解释。我们推导了发射率与吸收之间的简单关系。我们得出结论:太阳黑子产生一种波功率吸收特征(仅针对特定相速度),这可能有助于理解强磁场对对流和源激发的影响,并潜在地有助于理解太阳黑子的一般 subsurface 结构。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.01745,
  title  = {Absorption of high frequency oscillations and its relation to emissivity reduction},
  author = {Matthias Waidele and Markus Roth and Gangadharan Vigeesh and Kolja Glogowski},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.01745},
  year   = {2021}
}