模型太阳对流区中扭曲 $\Omega$-环的相互作用

本研究旨在探究磁场集中在穿过对流区上升过程中的强相互作用在太阳表面产生复杂活动区的能力。为此，我们在模型太阳对流区中对浮升磁结构的演化与相互作用进行数值模拟。我们首先建立一个三维旋转对流模型，随后在计算域底部附近引入理想化磁结构。这些结构具有一定程度的磁力线扭曲，并在特定经度延伸上获得浮力。由此产生的扭曲 $\Omega$-环将在具有大尺度平均流的球状对流壳层内演化。我们给出了两个此类环在不同初始参数（主要是浮力与扭曲）下相互作用以及浮现磁场复杂性的结果。与分析预测一致，我们发现若环以相反手性与相同轴向场方向，或相同手性与相反轴向场引入，它们会彼此弹开。浮现区随后由两个不同的双极结构组成。相反，若环以相同轴向与周向磁场方向引入且距离足够近，它们会在上升过程中合并。这一更有趣的情形产生了复杂磁结构，具有高度非中和电流，尤其当对流运动对磁场产生显著影响时。这表明此类相互作用可能是产生耀斑或 CME 等爆发事件的良好候选机制。