宁静太阳中磁场的对流增强

在宁静太阳的光球层晶间巷中，经常观测到千高斯强度的磁场。此类磁场强于均分场 $B_e$（对应于与光球层对流动能密度相匹配的磁能密度），并与 exert 等于环境气体压力的磁压力的场 $B_p$ 相当。我们提出了一个光球层三维可压缩磁对流的理想化数值模型，涵盖了一系列磁雷诺数取值。在没有磁场的情况下，对流处于高度超临界状态，其特征是剧烈的、随时间变化的“颗粒”运动模式。当将对流施加弱磁场时，磁通量被扫入对流下沉流中，形成局部集中区。除非这一过程受到磁扩散的显著抑制，否则产生的磁场通常远大于 $B_e$，而这些磁通元中高磁压导致其被部分排空。其中一些磁通元包含超强度磁场，其强度显著大于 $B_p$。此类磁场由气体的热压和对流运动的动压共同约束，并处于不断演化之中。这些超强磁场的产生源于磁场与对流之间的非线性相互作用；它们无法用保持在整体压力平衡状态下的细磁通管内的“对流坍缩”来解释。