太阳黑子衰减的数值模拟：关于半影——Evershed 流——护城河流的联系
太阳与恒星天体物理
2015-12-02 v1
摘要
我们展示了一系列高分辨率太阳黑子模拟，覆盖长达 100 小时的时间跨度。模拟区域在光球下深度约 18 Mm，水平方向 98 Mm。我们使用开放边界条件，其不维持初始场结构以抵抗对流运动驱动的衰减。我们考虑两种设置：带半影的太阳黑子模拟，以及“裸斑”模拟，其中我们在 20 小时后通过改变磁上边界条件移除了半影。太阳黑子具有 3-4 km/s 的 Evershed 出流，而裸斑在近处被 1-2 km/s 的入流包围。然而，两个黑子都被大尺度出流包围，在光球中流速为几百 m/s。在模拟的 3-4 天时间跨度内，太阳黑子具有几乎恒定的磁通量，而裸斑以 Mx/天的速率稳定衰减。两个黑子都被下流填充因子降低的区域包围，该区域对太阳黑子更为扩展。下流的缺失扰动上流/下流质量通量平衡，并导致大尺度径向翻转流系统，该流的光球分量对应于可观测的护城河流。下流填充因子的降低还抑制了黑子附近磁场的潜没，从而使其稳定抵抗衰减。尽管该效应存在于两个黑子中，但在太阳黑子中更为显著，并解释了几乎静止的磁通量。
引用
@article{arxiv.1511.01410,
title = {Numerical simulations of sunspot decay: On the penumbra -- Evershed flow -- moat flow connection},
author = {M. Rempel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.01410},
year = {2015}
}
备注
14 pages, 11 figues, accepted for publication in ApJ