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观测模拟:将塞曼-多普勒成像应用于三维非势磁场模拟

太阳与恒星天体物理 2019-01-09 v1

摘要

恒星的大尺度磁场可通过塞曼-多普勒成像(ZDI)技术获得,但其解释仍具挑战性,因为小尺度场的贡献或重建场性质的可靠性尚未被完全理解。为量化这一点,我们使用针对缓慢自转类太阳恒星的三维非势磁场模拟作为输入,以测试 ZDI 的能力。这些模拟基于一个通量输运模型,该模型通过观测到的太阳磁通量浮现模式连接到一个非势日冕演化模型。我们首先比较了四种磁场描述在重建能力上的差异,并研究了输入图的空间分辨率对相应圆偏振轮廓的影响。然后,我们基于三个具有不同活动水平的恒星模型的高分辨率模拟生成圆偏振光谱,并使用非势 ZDI 代码在假设两种不同恒星倾角的情况下重建它们的大尺度磁场。我们的结果表明,ZDI 技术能重建缓慢自转类太阳恒星的主要特征,但磁能少约一个数量级。大尺度场形态可恢复至谐波模式 5\ell \sim 5,尤其是在对每个恒星模型的多张图取平均之后。虽然 ZDI 无法重现各谐波模式中输入磁能的分布,但各模式间的分数能量通常在一致性 20%20\,\% 以内。对于具有太阳磁通量浮现模式的恒星,在更极向的倾角下,轴对称场和环向场的比例往往被高估。

关键词

引用

@article{arxiv.1811.03703,
  title  = {Observing the simulations: Applying ZDI to 3D non-potential magnetic field simulations},
  author = {L. T. Lehmann and G. A. J. Hussain and M. M. Jardine and D. H. Mackay and A. A. Vidotto},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1811.03703},
  year   = {2019}
}

备注

26 pages, 16 figures, accepted for publication in MNRAS