太阳耀斑多线程流体动力学模拟中非局部热力学平衡效应的高效计算
太阳与恒星天体物理
2019-01-30 v2
摘要
理解太阳色球的动力学对于理解太阳大气中的能量传输至关重要。色球在许多波长上光学厚,且由非局部热力学平衡(non-local thermodynamic equilibrium, NLTE)描述,这使得观测难以解释。此外,有相当多证据表明大气呈丝状结构,且当前仪器不足以分辨小尺度特征。在耀斑中,很可能需要多线程模型来描述加热过程。NLTE 效应与多线程建模的结合需要进行计算量很大的计算,这促使我们开发一种能高效处理这两者的模型。我们描述了在流体动力学代码中实现一种求解氢能级布居的求解器,该求解器近似 NLTE 解。我们推导了整个大气中精确的电子密度,其中包含氦和金属的非平衡电离效应。我们展示了其对流体动力学模拟的影响,这些模拟用于使用后处理辐射转移代码合成光变曲线。我们在 IRIS 对一个小型耀斑的观测上展示了该模型的效用。我们表明,只要处理 NLTE 效应,Mg II、C II 和 O I 中的多普勒频移就可以用受电子束加热的环的多线程模型来解释。然而,强度与观测值吻合得不太好,这归因于关于初始大气的假设。我们简要展示了改变初始大气如何剧烈改变谱线轮廓,从而改变推导量,并建议应根据耀斑前观测对其进行调整。
引用
@article{arxiv.1806.09574,
title = {Efficient Calculation of Non-Local Thermodynamic Equilibrium Effects in Multithreaded Hydrodynamic Simulations of Solar Flares},
author = {Jeffrey W. Reep and Stephen J. Bradshaw and Nicholas A. Crump and Harry P. Warren},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.09574},
year = {2019}
}
备注
Now accepted to ApJ. Comments and criticisms encouraged!