利用Titov-Démoulin太阳活动区模型检验磁摩擦外推

我们使用Titov和Démoulin的太阳活动区模型作为测试场，检验了非线性磁摩擦外推方案。该模型由一个拱形的、线锚定的电流通道组成，该通道由底部边界双极通量分布的电势场维持在无力平衡状态。这里采用了一个修改版本，具有抛物线电流密度分布。我们发现，仅使用底部边界的矢量场作为输入，在参数空间的一个代表性范围内，该平衡态以非常高的精度被重建。在磁绳与周围冕环之间的界面处形成的结构特征——“双曲通量管”和“秃斑分界面”——以及磁绳的扭转和构型的能量与螺旋度，都被可靠地再现。这表明，包含太阳活动区这些基本结构元素的无力场可以通过外推获得。还讨论了所选初始条件对重建精度的影响，证实了与模型外部电势场最匹配的初始场自然会导致最佳重建。对处于参数空间不稳定范围内的Titov-Démoulin平衡态的磁图进行外推，会产生一系列两个相反演化阶段，这清楚地表明了该构型的不稳定性质：随着自由能的上升，磁绳部分建立，随后磁绳被破坏，失去大部分自由能。