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太阳日冕环的螺旋扭转数与编织连接数

太阳与恒星天体物理 2019-04-10 v1

摘要

活动区中的日冕环常表现为准圆形与螺旋扭转(反S形)几何形态,前者与偶极势场模型一致,后者与带垂直电流的非线性无力场模型一致。另者,日冕的 Parker 型纳耀斑模型假设在未分辨环丝之间运作一种编织机制,这是一种更复杂的拓扑模型。本研究中,我们使用非势磁场解的垂电流近似(满足无散与无力条件)来刻画扭转日冕环中的螺旋匝数 NtwistN_{twist}。我们测量了 AIA 与 HMI/SDO 观测的 15 个活动区的螺旋扭转,发现平均非势角(势场与非势场方向间)为 μNP=15±3\mu_{NP} = 15^\circ \pm 3^\circ。所得平均旋转扭转角为 φ=49±11\varphi = 49^\circ \pm 11^\circ,对应于相对未扭转势场的 Ntwist=φ/360=0.14±0.03N_{twist}=\varphi/360^\circ = 0.14\pm0.03 匝,绝对上限为 Ntwist\lapprox0.5N_{twist} \lapprox 0.5,远低于扭折不稳定性极限 Ntwist\gapprox1|N_{twist}| \gapprox 1。扭转匝数 NtwistN_{twist} 对应于编织拓扑中的 Gauss 连接数 NlinkN_{link}。我们得出结论:任何编织拓扑(Nlink1|N_{link}| \ge 1)都无法解释无力日冕中环的观测稳定性,也无法解释观测到的低扭转数。因此 Parker 型纳耀斑只能发生于非无力环境中,如色球与过渡区。

关键词

引用

@article{arxiv.1902.10612,
  title  = {Helical Twisting Number and Braiding Linkage Number of Solar Coronal Loops},
  author = {Markus J. Aschwanden},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1902.10612},
  year   = {2019}
}

备注

19 pages, 4 Figures