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明亮颗粒的光谱特征决定了色球层的加热

太阳与恒星天体物理 2026-01-06 v1

摘要

色球层加热是太阳大气能量预算中的重要组成部分,但从观察中对其进行量化仍具有挑战性。我们利用太阳大气的3D辐射磁流体动力学模拟结合非LTE光谱合成,估算了从合成光谱中获得的色球层加热,并研究了加热事件的光谱和时间特征。我们对Mg II h、Ca II H和Ca II 8542{\AA}线进行k-means聚类,以识别与加强的色球层加热相关的代表性轮廓,并研究了其大气分层特征。我们发现,加热最强的地点显示出强烈的发射光谱特征。线的蓝翼(blue grains)中强发射的轮廓由向上传播的冲击波产生,其色球层加热强度约为基线加热强度的一个数量级。蓝颗粒的轮廓具有一致的时间演化,即线心呈锯齿形振荡,蓝翼发射。然而,红颗粒的轮廓未表现出一致的时间特征:红翼发射可以自行出现,也可能与振荡相关联。虽然蓝颗粒和红颗粒的轮廓仅占我们合成光谱的约3%,但它们在总色球层加热中所占比重超过12%。通过比较两个安静太阳模拟,我们发现明亮颗粒的流行程度受磁场配置的影响,单极配置显示出较少的明亮颗粒,进而导致此类事件占比更低。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.02191,
  title  = {Spectral signatures of bright grains determine chromospheric heating},
  author = {Elias R. Udnæs and Tiago M. D. Pereira},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.02191},
  year   = {2026}
}

备注

11 pages, 8 figures, plus appendices, accepted for publication in A&A, abstract shortened for Arxiv