基于弱场近似利用 Mg I $b_2$ 线附近光谱区推断磁场
太阳与恒星天体物理
2022-08-31 v1
摘要
我们研究了弱场近似（WFA）从包含 Mg I 谱线及两条光球 Ti I 和 Fe I 谱线的光谱区反演深度依赖视线（LOS）磁场的适用性。我们构建并使用了一种能真实再现平均宁静太阳 线轮廓的 12 能级 Mg I 原子模型。我们测试了 WFA 对由 FAL C 大气模型叠加不同外加磁场和速度场计算所得光谱的适用性。随后，我们将分析扩展到由两组太阳大气三维磁流体力学（MHD）MURaM 模拟计算的光谱。第一个 MHD 立方体用于估计每条谱线的 Stokes V 形成高度。这些高度对应于 WFA 反演磁场与 MHD 立方体中磁场之差的标准差最小的光学深度。所估计的形成高度用第二个 MHD 立方体进行了验证。即便存在中等速度梯度，WFA 反演的 LOS 磁场在磁场强度达 1.4 kG 内都是可靠的。例外是 Fe I 线，由于谱线混合我们发现反演磁场存在强烈偏差。我们估计每条谱线的 Stokes 形成高度为：、 和 。我们得以在这些高度从 MURaM 立方体反演 LOS 磁场，Fe I 和 Ti I 线不确定度为 150 G，而 Mg I 线仅 40 G。利用 WFA 我们可快速获得观测区 LOS 磁场结构的可靠估计。由宁静太阳 MURaM 模拟计算的 Mg I 线轮廓与观测到的宁静太阳平均光谱吻合极好。
引用
@article{arxiv.2205.04236,
title = {Magnetic field inference from the spectral region around the Mg I $b_2$ line using the weak-field approximation},
author = {Dušan Vukadinović and Ivan Milić and Olga Atanacković},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.04236},
year = {2022}
}
备注
abstract modified to fit arXiv requirements; 10 pages, 12 figures; accepted for publishing in A&A