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内部网络太阳染色体的结构与动力学:小尺度涡旋模拟结果

太阳与恒星天体物理 2025-11-19 v1

摘要

太阳染色体的加热与结构取决于底部的磁场以及其他参数。太阳大气中磁通最低的区域位于安静太阳的内部网络区域,认为由小尺度涡旋(SSD)过程提供。我们旨在理解仅由SSD生成磁场驱动的染色体结构与动力学。我们进行了一项包含模拟太阳染色体所必需物理过程的3维辐射-磁流体动力学(rMHD)模拟。模拟中不施加任何磁场,仅由SSD过程自然生成。我们分析了染色体中的磁场以及 resulting 能量平衡。染色体温度的等离子体可达到较高的高度,其中小的、瞬态区域可达到等离子体温度。在染色体基座处,平均Poynting通量为5×106 erg  cm3s15\times10^6~\mathrm{erg\;cm}^{-3}\,\mathrm{s}^{-1}。染色体中的磁场随高度下降的速度比从photosphere磁场的径向分量进行的势场外推预测的更慢。在中层染色体开始的地方,磁能密度是动能密度的数量级,在上层染色体中,还大于热能密度。尽管如此,即便在高层染色体中,冲击波和低场区域的等离子体β值在局部仍可超过1。冲击波与磁场之间的相互作用对于理解内部网络染色体的动力学至关重要。SSD生成的磁场足够强大,以在中至上层染色体中主导能量平衡。染色体进入的能量通量为8.16×106 erg  cm2s18.16\times10^{6}~\mathrm{erg\;cm^{-2}\,s^{-1}},大于加热安静太阳染色体和日冕所需的规范值。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.19809,
  title  = {Structure and dynamics of the internetwork solar chromosphere: results of a small-scale dynamo simulation},
  author = {D. Przybylski and R. Cameron and S. K. Solanki and M. Rempel and S. Danilovic and J. Leenaarts},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.19809},
  year   = {2025}
}