关于太阳光球浮现磁场的洛伦兹力与力矩
太阳与恒星天体物理
2020-06-17 v1 空间物理
摘要
由太阳发电机产生并增强的磁通量浮现进入太阳大气，形成包括太阳黑子在内的活动区(ARs)。现有的磁通量浮现理论表明，磁通量可以凭借浮力穿过对流层，但被困在光球层，而其进一步上升至大气则依赖于Parker浮力不稳定性。为触发此种不稳定性，光球层中的洛伦兹力需大到与气体压力梯度相当，以支撑额外质量抵抗重力。这自然导致强非无力光球层，典型从光球层下方到日冕的磁通管浮力理想化数值模拟确实显示了这一点。在此，我们利用大量SDO/HMI矢量磁强图样本，对浮现光球磁场中归一化洛伦兹力与力矩的程度进行统计研究。我们发现光球磁场平均具有相当小的洛伦兹力与力矩，因而非常接近无力状态，这与磁通量浮现的理论及理想化模拟不一致。此外，力与力矩的小幅度似乎不受浮现活动区大小、浮现速率或磁场非势性的影响。该结果对未来磁通量浮现理论与模拟的发展提出了重要约束。
引用
@article{arxiv.2005.10532,
title = {On the Lorentz Force and Torque of Solar Photospheric Emerging Magnetic Fields},
author = {Aiying Duan and Chaowei Jiang and Shin Toriumi and Petros Syntelis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.10532},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 4 figures, accepted by ApJL