太阳活动区净电流的起源

太阳物理学中一个反复出现的问题是，活动区（ARs）中的电流是否被中和。最近利用磁通量浮现进入太阳大气的三维（3D）磁流体动力学（MHD）数值模拟重新审视了这一问题。此类模拟表明，磁通量浮现可在活动区中产生可观的净电流。活动区电流的另一个来源是光球层水平流动。我们的目标是确定在这第二种机制下出现净电流与中和电流的条件。利用三维MHD模拟，我们系统地对一个双极势场施加线缚、准静态的光球扭转和剪切运动。我们发现此类流动：（1）同时产生{\it 直接}电流和{\it 回流}电流，（2）在载流场紧邻的周围环境中感应出非常微弱的压缩电流——这在2.5维中未观察到，以及（3）可产生具有净电流的无力磁场。我们证明，中和电流通常仅在光球极性反转线处无磁剪切的情况下产生——这是一种很少观测到的特殊条件。我们得出结论，与磁通量浮现一样，光球流动可以在太阳大气中积累净电流，这与近期观测结果一致。因此，这些结果为基于爆发前磁场拥有净日冕电流的爆发模型提供了支持。