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单流体部分电离太阳等离子体中传播阿尔文波的相混合

太阳与恒星天体物理 2023-11-07 v1 等离子体物理

摘要

阿尔文波的相混合是加热太阳大气最有前景的机制之一。这种情况下波的阻尼需要相对于磁场方向的小横向尺度。此处该要求通过考虑平衡等离子体密度剖面的横向不均匀性得以实现。利用部分电离色球等离子体的单流体近似,我们研究了相混合剪切阿尔文波阻尼的有效性,并探究了电离度变化对波耗散的影响。我们的结果表明,剪切阿尔文波的耗散长度强烈依赖于等离子体的电离度,但更重要的是,在部分电离等离子体中,剪切阿尔文波的阻尼长度比完全电离等离子体情形短数个数量级,提供了相混合可能是太阳色球加热主要贡献者的证据。我们针对从极弱到极强电离度的各种等离子体考察了相混合的有效性。结果表明,电离度在 0.518 到 0.657 范围内的部分电离等离子体中(对应太阳表面上方 1916 到 2150 km 高度)传播的相混合阿尔文波,能够提供充足加热以平衡宁静太阳的色球辐射损失。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.02989,
  title  = {Phase mixing of propagating Alfv{\'e}n waves in a single-fluid partially ionized solar plasma},
  author = {Max McMurdo and Istvan Ballai and Gary Verth and Abdulaziz Alharbi and Viktor Fedun},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.02989},
  year   = {2023}
}

备注

15 pages, 9 figures