宁静太阳磁场的标度律

太阳磁场的结构跨越约七个数量级的尺度范围，其中四个数量级超出了当前望远镜的分辨能力。在此，我们结合 Hinode SOT/SP 深度模式数据集（针对宁静太阳圆盘中心）与 Hanle 效应的约束，推导了描述磁场结构如何从可分辨尺度变化至磁场扩散极限（此时磁场不再冻结）的标度律。本分析的焦点是推导磁能谱，但我们也讨论了磁通密度的概率密度函数（PDF）的尺度依赖性，以及抵消函数对平均无符号磁通密度的作用。利用线比法分析 Hinode 数据集，揭示了一类塌缩的磁通群体，其形式为通量管，其尺寸分布在 10-100 km 范围内达到峰值。通过通量管塌缩的不稳定性机制，磁能被注入该尺度范围，该机制由对流区顶部超绝热区的外部气压驱动。这使得磁能谱在望远镜分辨率极限之外得到提升。通量管的衰减为一个惯性区提供能量，该惯性区沿尺度谱级联至磁场扩散极限，并包含了已知由 Hanle 效应观测所证实的纠缠“隐藏”磁通。观测约束要求隐藏磁通中的总磁能必须与 kG 通量管中的总能量同量级。我们发现，通量管和隐藏磁通均优先位于米粒间通道，这符合预期，因为二者在物理上是相关的。