中文

非径向模式的随机激发 II:太阳渐近引力模式是否可探测?

天体物理学 2009-11-13 v2

摘要

太阳引力模式的探测仍然是对我们理解太阳内部结构的主要挑战。它们的频率将能够推导出核心物理性质的约束,而它们的振幅则可以对内部对流区的性质施加严格限制。我们的目的是确定太阳 g 模式的精确理论振幅,并估计 SOHO 观测持续时间以实现明确探测。我们研究了湍流对流对模式的随机激发以及它们的阻尼。使用了太阳对流区三维全局模拟的输入来获取动能湍流谱。阻尼则利用非定域时间相关对流-脉动相互作用的参数化描述进行计算。然后我们提供了固有表面速度以及视表面速度的理论估计。发现渐近 g 模式的速度振幅比先前的工作高出几个数量级。利用来自 ASH 代码的三维数值模拟,我们将此归因于模式与湍流涡旋之间的时间相关性,发现其遵循洛伦兹分布而非先前使用的高斯分布。我们还发现渐近引力模式的阻尼率由辐射损失主导,对于频率 ν=60 μHz 的 ℓ=1 模式,典型寿命为 3×10^5 年。在所考虑的频率范围(10-100 μHz)内,最大速度出现在频率 ν=60 μHz 的 ℓ=1 模式和频率 ν=100 μHz 的 ℓ=2 模式。由于建模中的不确定性,最大振幅(即 ℓ=1 在 60 μHz 处)的范围为 3 到 6 mm s^{-1}。

关键词

引用

@article{arxiv.0810.0602,
  title  = {Stochastic excitation of nonradial modes II. Are solar asymptotic gravity modes detectable?},
  author = {K. Belkacem and R. Samadi and M. J. Goupil and M. A. Dupret and A. S. Brun and F. Baudin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0810.0602},
  year   = {2009}
}

备注

18 pages, 19 figures, accepted for publication in Astronomy & Astrophysics