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非绝热条件下由慢波进行的日冕震波学

太阳与恒星天体物理 2022-11-23 v1

摘要

慢磁声波是探测太阳日冕等离子体的一项重要工具。我们定量评估弱热传导理论应用于由慢波进行的日冕震波学的适用性。我们在1D日冕环中数值模拟线性驻慢波,以场向热传导 κ\kappa_\parallel 为自由参数且对其效率不作限制。将由完整热传导数值获得的扰动等离子体参数的时间变化视为潜在观测量,并用标准数据处理技术进行分析。发现慢波振荡周期随 κ\kappa_\parallel 增加约30%,表明有效波速有相应修正,而弱传导理论未包含此修正。发现等离子体温度与密度扰动之间的相移与近似弱传导解在所有考虑的 κ\kappa_\parallel 值下均高度一致。相反,将数值获得的温度与密度扰动振幅之比与弱理论比较,揭示出高达30–40%的相对误差。我们利用这些参数直接测量日冕等离子体的有效绝热指数,即有效慢波速与标准声速之比,并在多方假设下测量;发现该假设仅于弱传导机制中成立,否则相对误差高达14%。发现初始扰动的阻尼在首个振荡周期内呈非指数形式,这可视为日冕中熵波的间接特征,同样未被弱传导理论描述。所进行的分析与获得的结果提供了一种更稳健的由慢波进行的日冕震波学方案,在合理简化的同时不损失精度。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.12233,
  title  = {Coronal seismology by slow waves in non-adiabatic conditions},
  author = {Dmitrii Y. Kolotkov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.12233},
  year   = {2022}
}

备注

Accepted for publication in Front. Astron. Space Sci