太阳冠层的非线性力自由模型 I. 两种结构截然不同的活跃区域

随着新仪器提供对太阳photosphere矢量磁场测量，我们需要发展对电流密度对冠层磁场配置影响的理解。该研究旨在使用非线性力自由模型来理解活跃区域冠层磁场的多样性和复杂性。我们从观测到的photosphere磁场中推导出两种活跃区域的photosphere电流密度：一种是具有强电流的衰减活跃区域 (AR8151)，另一种是新出现的活跃区域，电流较弱 (AR8210)。我们比较了两种活跃区域在假设为势场或非线性力自由场时的三维磁场结构。后者是使用 Grad-Rubin 矢量势类数值方案计算得到的。以几何、场线连通性、磁能和磁螺旋能等术语进行定量比较。对于老的衰减活跃区域，非线性力自由模型的连通性和几何结构包括强扭曲和强剪切，与势模型截然不同。扭曲的flux捆绑储存了大量磁能和磁螺旋能，位于冠层约 50 Mm 处。新出现的活跃区域具有复杂的拓扑结构，与势场的偏离较小，但多余的磁能储存在低冠层中，足以触发强大的日冕闪热。