太阳表面流动的功率谱

本研究旨在通过确定速度和强度场（以其功率谱表示）的水平尺度依赖性，为太阳表面流动提供新的观测约束，并为解释这些谱提供一些理论指导。我们使用SOT/Hinode拍摄的长时序图像，在75x75平方角秒的视场内重建了水平速度场（通过米粒跟踪）和垂直速度场（通过多普勒效应）。在亚米粒小尺度上，与垂直运动相关的动能谱密度表现出k^{-10/3}型的谱，而强度涨落谱在研究的两个连续谱波段（分别为525 nm和450 nm）上分别遵循k^{-3}或k^{-17/3}型的谱。我们讨论了这些标度律的物理起源，并认为它们直接观测上表征了强热扩散 regime 中浮力驱动的湍流动力学。在中等米粒组织尺度范围直至25角秒尺度，我们发现垂直速度场振幅随水平尺度L按L^{-3/2}减小。这种行为对应于k^2的谱幂律。同样在[2.5, 10]角秒的中等尺度范围内，我们发现蓝连续谱中的强度涨落遵循k^2的幂律。我们表明米粒跟踪无法采样2.5角秒以下的尺度。我们将超米粒组织能量峰值定位于约30角秒，并表明一个黑子的出现会抹去这个谱峰。通过标高估计，我们发现超米粒组织流动是浅层的。