太阳黑子孔中香肠模和扇形模本征模式的多高度识别
太阳与恒星天体物理
2026-06-29 v1
摘要
磁孔是太阳低层大气中紧凑、强磁化的波导，因此为识别磁流体动力学（MHD）波模提供了有利条件。早期的无大气扰动观测揭示了光球层磁孔中同时存在的香肠模、扭曲模和扇形模，但仅限于单一采样层。在本快报中，我们利用 Sunrise-III 紫外光谱偏振成像仪（SUSI）观测到的近紫外 327-329 nm 窗口的密集光谱采样，研究磁孔波模在跨越约 500 km 的多个光球层和低色球层高度上的行为。我们分析了包含一个小型太阳磁孔的约 75 分钟的 Sunrise-III/SUSI 时间序列。从八个采样不同估计形成高度的选定谱线中，我们在每条谱线和每个时间步识别磁孔边界，并对边界振荡应用本征正交分解（POD）。在所有八条谱线中，第一 POD 模一致地被识别为轴对称香肠模，主功率在 ~1-2 mHz，并承载主要的归一化特征值占比，通常约为 66-86%，而第二模是方位角波数 m = 2 的扇形模，主功率在 ~2-3.5 mHz，贡献约 4-10%。时间系数的小波交叉谱分析表明，香肠模在采样高度间保持接近零相位差，与驻波或近驻波行为一致，而扇形模则表现出随高度适度但系统性的相位增加，达到约 50 度，表明存在向上传播的分量。这些观测首次提供了从磁孔边界振荡推断出的香肠模和扇形模的多高度识别和相位表征。
引用
@article{arxiv.2606.29990,
title = {Multi-height Identification of Sausage and Fluting Eigenmodes in a Solar Pore},
author = {Shahin Jafarzadeh and David B. Jess and Marco Stangalini and Luiz A. C. A. Schiavo and Timothy J. Duckenfield and Suzana S. A. Silva and Gary Verth and Viktor Fedun and Sami K. Solanki and H. N. Smitha and Andreas Lagg and Achim Gandorfer and Alex Feller and Francisco A. Iglesias and Tino L. Riethmüller and Bianca Grauf and Johannes Hoelken and Yukio Katsukawa and Pietro Bernasconi and Thomas Berkefeld and Alberto Álvarez-Herrero and Masahito Kubo and David Orozco Suárez and Michael Carpenter and Alexander Bell and Valentín Martínez Pillet and Francisco Javier Bailén and Julian Blanco Rodríguez and Juan Sebastián Castellanos Durán and Edvarda Harnes and Ryohtaroh T. Ishikawa and Yusuke Kawabata and Takuma Matsumoto and Takayoshi Oba and Azaymi L. Siu-Tapia and Hanna Strecker and Dušan Vukadinović},
journal= {arXiv preprint arXiv:2606.29990},
year = {2026}
}
备注
Accepted for publication in The Astrophysical Journal Letters