宁静太阳的色球——I. 激波与电流片动力学及加热

太阳色球是太阳内部与其行星际环境之间的关键界面，调节着能量如何局部沉积为热量并传输至上层大气。尽管取得了重大进展，但负责色球加热的主导过程仍存争议，特别是在宁静太阳条件下。我们旨在理清并量化激波与电流片（CS）在宁静太阳色球建模中的各自作用。我们使用辐射磁流体动力学代码 Bifrost 执行了一次模拟。为了在空间和时间上识别激波与 CS 事件，我们开发并应用了基于物理的判据，使我们能够描述它们的动力学并评估它们对耗散（粘性和欧姆）加热与机械加热（包括压缩做功）的贡献。研究发现，激波在低层色球（高达机械加热的 $59\%$）的能量沉积中占主导地位，而随着等离子体 $\beta$ 和马赫数 $Ma$ 的下降，CS 成为高层色球的主要贡献者。总体而言，$66\%$ 的色球机械加热由激波与 CS 的共同作用提供。这些结果支持了宁静太阳色球加热的多过程观点，即由激波、CS 和非陡梯度动力学主导。除了粘性和欧姆耗散外，压缩加热在模型局部可发挥主要作用，特别是在色球激波结构中，它抵消了由膨胀和辐射引起的不可逆冷却，因此构成了能量收支中需考虑的关键加热贡献。本研究进一步强调了下一代观测解析色球动力学间歇性和小尺度特性的必要性，以便为太阳大气不同层之间的耦合带来新约束。