氦-氢混合上层色球磁重联的多流体模拟
太阳与恒星天体物理
2023-04-19 v1
摘要
我们对色球条件下磁重联（MR）的理解仍然有限。最近的观测表明，离子-中性粒子相互作用在色球动力学中起着重要作用。此外，光谱轮廓与重联事件合成观测的比较表明，当前的MHD方法似乎与观测不一致。首先，碰撞和等离子体的多热性质在这些区域中起作用。其次，氢和氦的电离效应对色球的能量平衡至关重要。本工作使用多流体Ebysus代码，研究在上层色球代表性条件下多流体多物种（MFMS）效应对MR的影响。我们将基于氦-氢混合的MFMS方法与仅基于氢的双流体MHD模型进行比较。MR的模拟在足够高的Lundquist数 regime下进行，以发展出plasmoids和不稳定性。我们研究MR的演化，并比较两种方法，包括电流片和plasmoids的结构、粒子的解耦、加热机制的演化以及组分。氦物种的存在导致比双流体情形更高效的加热机制。这种双流体或单流体模型无法实现的情景，可以从代表宁静太阳情景的上层色球热力学条件出发，达到过渡区温度。氦和氢物种之间的不同动力学可能导致化学分馏，并在某些条件下在最强的外流中富集氦。这对于最近在太阳风switchbacks和CMEs中观测到的氦富集可能具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2211.02157,
title = {Multi-Fluid Simulations of Upper Chromospheric Magnetic Reconnection with Helium-Hydrogen mixture},
author = {Q. M. Wargnier and J. Martinez-Sykora and V. H. Hansteen and B. De Pontieu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.02157},
year = {2023}
}