日冕中三维磁拱的本征模
太阳与恒星天体物理
2018-03-28 v1
摘要
我们建立了一个日冕环振荡模型，将观测到的明亮环视为由整个磁拱构成的更大三维磁结构的组成部分。我们证明了太阳日冕内的磁拱能够在三维波导中捕获 MHD 快波。这是通过构建一个具有势磁场的磁拱的柱对称模型实现的。对于磁主导的等离子体，我们推导了 MHD 快波的控制方程，并由此方程表明，若 Alfv\'en 速度在某一参考半径之外单调增加，则磁拱形成三维波导。磁压和张力均作为恢复力，而非如一维模型通常假设的仅为张力。由于磁压起重要作用，本征模包含平行和垂直于磁场的传播。利用解析解，我们推导了具有不连续密度分布的磁拱的特定本征频率和本征函数。该不连续性分隔了弥散的柱形空腔和对应于明亮环的上覆较密等离子体壳层。我们强调所有本征函数在密度界面处均有不连续的轴向速度；因此，该界面可引发 Kelvin-Helmholtz 不稳定性。此外，我们发现所有模均具有椭圆偏振，且偏振度随高度变化。然而，取决于视线方向，可能仅一种偏振清晰可见。
引用
@article{arxiv.1511.09411,
title = {Eigenmodes of three-dimensional magnetic arcades in the Sun's corona},
author = {Bradley W. Hindman and Rekha Jain},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.09411},
year = {2018}
}
备注
24 pages, 6 figures, 1 ancillary animation file