日冕加热 Parker 情景的非线性动力学

本文在简化磁流体动力学 (RMHD) 框架内，通过对笛卡尔几何中日冕环动力学的长时间高分辨率模拟，全面研究了日冕加热的 Parker 模型或磁力线缠绕模型。缓慢的光球层运动诱导了 Poynting 通量，该通量通过驱动以磁能为主导的各向异性湍流级联而达到饱和。在物理空间中，这对应于一种磁力线几乎未纠缠的磁拓扑结构，然而电流片（对应于 Parker 假设的原始切向间断）却持续形成并耗散。电流片是将能量从对流运动尺度（$\sim 1,000 km$）传递至耗散尺度的非线性级联的结果，能量最终在此转化为热量和/或粒子加速。电流片构成了系统的耗散结构，相关的磁重联在小尺度上引发了脉冲式的“爆发”加热事件。这一图像与最先进 (E)UV 和 X 射线成像仪观测到的细长环一致，这些环虽然表面上静止，但在这些波长下明亮发光，且几乎没有纠缠特征的迹象。文中展示了发展出的弱和强 MHD 湍流的不同机制及其对日冕加热标度的影响取决于环参数，并对这种依赖性进行了定量表征：弱湍流机制和更陡的谱出现在{\it 更强的环磁场}中，并导致比弱磁场区域{\it 更大的加热率}。