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多方大气中的磁通量集中

太阳与恒星天体物理 2014-03-27 v4

摘要

强分层磁流体湍流最近被确认为通过负有效磁压不稳定性(NEMPI)解释磁通量集中自发形成的候选机制。此前的工作大多针对等温层进行,其密度标高在整个区域内为常数。我们现在研究在多方层情况下,关于磁结构尺寸和增长率的早期结论的有效性,其中标高向表面急剧减小。为了允许从等温层到多方层的连续过渡,我们采用了指数函数的推广形式,即 q-指数函数。此时,多方层的顶部随多方指数移动,使得某些参考高度处的标高始终保持不变。我们使用受迫分层湍流的平均场和直接数值模拟来确定由此产生的磁通量集中。磁结构开始在磁场强度约为局部湍流动能均分场强度 3-4% 的深度处形成。与等温情况(其中更强的场可在更大深度产生磁通量集中)不同,在多方情况下,更深处的结构增长率会降低。对于垂直场,由于此类场能在向下平流中幸存,而水平场下的 NEMPI 则不能,因此形成了超均分强度的磁结构。此类结构的水平横截面近似为圆形。基于等温模型的结果可局部应用于多方层。对于垂直场,形成了超均分强度的磁通量集中,这支持了太阳黑子形成可能是一种浅层现象的观点。

关键词

引用

@article{arxiv.1307.4945,
  title  = {Magnetic flux concentrations in a polytropic atmosphere},
  author = {I. R. Losada and A. Brandenburg and N. Kleeorin and I. Rogachevskii},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1307.4945},
  year   = {2014}
}

备注

12 pages, 17 figures, acepted A&A