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日冕柱中传播香肠波的空间阻尼

太阳与恒星天体物理 2015-09-23 v1

摘要

香肠模在日冕震学中十分重要。空间阻尼的传播香肠波最近在太阳大气中被观测到。我们考察了波泄漏如何影响沿日冕结构传播的类香肠波的空间阻尼,该日冕结构由嵌入均匀磁场中的圆柱密度增强来建模。在冷磁流体力学框架下,我们求解了控制香肠波的色散关系(DR),针对给定的实角频率 ω\omega 求解复值纵向波数 kk。出于验证目的,我们还提供了低频极限附近以及 ωc\omega_{\rm c}(分离俘获波与泄漏波的临界角频率)附近的DR解析近似。与驻波情形相反,传播香肠波在 ω\omega 远低于 ωc\omega_{\rm c} 时是被允许的。然而,尽管这些低频波能够将其能量向上传导,它们却遭受显著的空间衰减。空间阻尼长度对柱体与其环境的密度对比度表现出很小的依赖性,且仅微弱依赖于频率。对于 ω1.5vAi/a\omega \lesssim 1.5 v_{\rm Ai}/a,该空间阻尼长度约为柱半径量级,其中 aavAiv_{\rm Ai} 分别为柱半径和柱内 Alfv\'en 速度。我们得出结论:若日冕柱受到具有宽带谱的对称边界驱动(例如米粒运动)扰动,波泄漏会有效滤除低频成分。

关键词

引用

@article{arxiv.1507.07724,
  title  = {Spatial damping of propagating sausage waves in coronal cylinders},
  author = {Ming-Zhe Guo and Shao-Xia Chen and Bo Li and Li-Dong Xia and Hui Yu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1507.07724},
  year   = {2015}
}

备注

6 pages, 2 figures, to appear in Astronomy & Astrophysics