太阳爆发重联电流片中 Petschek 型激波的非平衡电离建模
太阳与恒星天体物理
2023-02-08 v1 等离子体物理
空间物理
摘要
一旦等离子体状态偏离电离平衡假设，非平衡电离（NEI）对于天体物理等离子体诊断就必不可少。在本工作中，我们结合磁流体力学（MHD）模拟进行快速 NEI 计算，并分析太阳爆发期间 Petschek 型磁重联电流片中的电离特性。我们的模拟在经典 Spitzer 热传导模型与传导通量受限情形下均揭示了 Petschek 型慢模激波。结果表明，在受激波影响的重联出流中以及激波外的热晕区域，普遍可发现欠电离特征。偏离平衡电离的程度强烈依赖于等离子体密度。此外，该偏离对可观测的目标温度敏感：高温铁离子受 NEI 效应强烈影响。欠电离也影响合成的 SDO/AIA 强度，这表明重建的热重联电流片结构在温度或表观宽度上都可能被显著低估。我们还在经典太阳耀斑几何中的重联电流片上进行了 MHD-NEI 分析。最后，我们展示了在重联电流片下端尖处，当下行出流与闭合磁环碰撞时，欠电离与过电离状态之间的潜在反转，这会强烈影响沿重联电流片的多个 SDO/AIA 波段比值。
引用
@article{arxiv.2211.01188,
title = {Non-equilibrium Ionization Modeling of Petschek-type Shocks in Reconnecting Current Sheets in Solar Eruptions},
author = {Chengcai Shen and John C. Raymond and Nicholas A. Murphy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.01188},
year = {2023}
}