色球涡旋的阿尔文波本质
太阳与恒星天体物理
2022-10-12 v1
摘要
我们通过使用辐射磁流体力学代码COBOLD分析宁静太阳大气的数值模拟，研究了小尺度色球涡旋的演化与起源。我们感兴趣的是寻找它们与磁场扰动的联系以及驱动其演化的过程。在分析中，应用涡旋强度判据及其演化方程来识别涡旋运动并研究其动力学。我们引入了一个新的判据——磁涡旋强度，它使我们能够识别磁场中的扭转扰动。我们发现涡旋强度与磁涡旋强度之间存在强相关性，特别是在强磁通量集中区域，这表明涡旋运动与扭转磁场扰动之间存在紧密关联。此外，我们发现涡旋以局部阿尔文速度作为单向涡旋以脉冲形式向上传播，仅由磁张力驱动。在光球和低色球层，等离子体旋转伴随着向上指向磁场中的扭曲，其方向与等离子体流动相反。总之，这些是扭转阿尔文波的特征。我们还发现流体力学与磁流体力学斜压效应之间的不平衡是涡旋起源的迹象。在色球层底部，我们发现净向上指向的坡印廷通量，其主要与大型复杂涡旋结构相关，我们将其解释为各种小尺度涡流的叠加。我们得出结论，模拟中观察到的普遍涡旋事件与磁场扰动紧密关联。在光球和色球层高度，它们形成向上传播的阿尔文脉冲，并可能有助于色球加热。
引用
@article{arxiv.2103.07366,
title = {The Alfv\'enic nature of chromospheric swirls},
author = {Andrea Francesco Battaglia and José Roberto Canivete Cuissa and Flavio Calvo and Aleksi Antoine Bossart and Oskar Steiner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.07366},
year = {2022}
}
备注
23 pages, 18 figures, 1 movie, ready for the production stage in A&A