量化太阳表面磁通量平流随场强增加而受到的抑制
太阳与恒星天体物理
2025-05-08 v1
摘要
加热太阳日冕的主要理论之一基于这样一个观点：太阳对流搅动并纠缠磁力线，形成许多小尺度电流片，这些电流片通过重联加热日冕环。Tiwari等人2017年的研究证据表明，除了依赖于环长和其他因素外，日冕环的亮度还取决于环足处的场强以及足部对流的自由度。虽然已知强太阳磁场会抑制对流，但磁通量水平平流速度随场强增加而下降的趋势此前尚未被量化。我们通过分析六个太阳黑子活动区及其周围环境各24小时的HMI SHARP矢量磁图来量化这一趋势。利用傅里叶局部相关跟踪法，我们估算了每个像素点的磁通量水平平流速度，这些像素点的磁场垂直分量（Bz）远高于噪声水平（大于等于150 G）。我们发现，磁通量的平均水平平流速度随着Bz的增加而稳步下降，从150 G（网络和谱斑中）的110 ± 3米/秒下降到2500 G（太阳黑子本影中）的10 ± 4米/秒。该趋势很好地拟合为一个四次多项式。这些结果定量地证实了磁通量平流随磁场强度增加而受到抑制的预期。所呈现的定量关系对于未来日冕加热的MHD模拟应该是有用的。
引用
@article{arxiv.2505.04511,
title = {Quantifying Suppression of Solar Surface Magnetic Flux Advection with Increasing Field Strength},
author = {V. Aparna and Sanjiv K. Tiwari and Ronald L. Moore and Navdeep K. Panesar and Brian Welsch and Bart De Pontieu and Aimee Norton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.04511},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in The Astrophysical Journal. 16 pages and 11 figures