下太阳大气中的双极扩散：对太阳黑子的 MHD 模拟
太阳与恒星天体物理
2022-11-09 v1
摘要
对太阳大气的磁流体力学（MHD）模拟通常在等离子体完全电离的假设下进行。然而，在下太阳大气中，温度较低常导致等离子体仅部分电离。此种部分电离等离子体中解耦的中性成分与电离成分之间的相互作用产生双极扩散。为研究双极扩散在光球和色球中传播波特征的作用，我们采用 Mancha3D 数值代码来模拟磁声波在太阳黑子本影正上方大气中的传播。我们针对数据驱动的磁静力平衡扰动求解非理想 MHD 方程，并通过在 MHD 方程中加入描述该过程的附加项来变化模拟以研究双极扩散的影响。分析含/不含双极扩散模拟的能量谱密度，我们发现证据表明双极扩散在弱电离低密度区的波特征中起着关键作用，从而最大化局地双极扩散系数。因此，我们提出双极扩散是一种重要机制，需仔细考虑是否应将其纳入模拟，以及是否应将其用于下太阳大气特定观测的分析与解释。
引用
@article{arxiv.2209.14366,
title = {Ambipolar Diffusion in the Lower Solar Atmosphere: MHD Simulations of a Sunspot},
author = {Conor D. MacBride and David B. Jess and Elena Khomenko and Samuel D. T. Grant},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.14366},
year = {2022}
}
备注
13 pages, 10 figures. Accepted for publication in The Astrophysical Journal