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超米粒组织作为太阳子午环流的探针

太阳与恒星天体物理 2015-06-11 v1

摘要

最近的分析表明,超米粒组织(在太阳表面观测到的对流元胞)被深度等于元胞本身宽度的纬向流所平流输送。在此,我们通过使用一系列逐渐增加的时间滞后对多普勒速度信号图进行互相关,来探测子午环流的结构。我们发现,向极地的子午流振幅随时间滞后而减小,并在时间滞后大于 24 小时时反向变为向赤道的回流。在较长的时间滞后下,这些互相关结果主要由更大、更深的元胞主导。(较小的元胞寿命较短,在较长的时间滞后下不会对相关信号产生贡献。)我们通过比较不同时间滞后下测得的赤道纬向流与傅里叶分析得出的不同元胞尺寸相关的纬向流,确定了与每个时间滞后相关的特征元胞尺寸。这种关联表明,在 24 小时时间滞后下,特征元胞尺寸约为 50 Mm。这表明向极地的子午流在深度大于 50 Mm 处(即表面剪切层底部正下方)返回赤道方向。在对应于约 70 Mm 深度的 28 小时时间滞后下,发现了一个显著且高度显著的向赤道流动(4.6 +/- 0.4 m/s)。这是对太阳子午回流的首次正面探测之一,并展示了利用超米粒组织探测太阳内部动力学的强大能力。

关键词

引用

@article{arxiv.1210.3343,
  title  = {Supergranules as Probes of the Sun's Meridional Circulation},
  author = {David H. Hathaway},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1210.3343},
  year   = {2015}
}

备注

8 pages, 5 color figures, accepted for publication in The Astrophysical Journal