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由 Parker Solar Probe 观测到的太阳风角动量通量

太阳与恒星天体物理 2020-10-14 v1 地球与行星天体物理

摘要

太阳自转周期的长期演化无法直接观测,而是从其他类太阳恒星测得自转周期的趋势推断。假设太阳随年龄自转减慢,遵循自转速率 \propto age1/2^{-1/2},则要求当前太阳角动量损失率约为 6×10306\times 10^{30}erg。磁流体动力学模型以及先前对太阳风的观测(来自 Helios 和 Wind 航天器)通常分别预测接近 1×10301\times 10^{30}erg 或 3×10303\times 10^{30}erg 的值。最近,Parker Solar Probe(PSP)在内日球层局部区域观测到切向太阳风速度高达 50\sim50km/s。如果此类旋转流在日冕中普遍存在,则意味着太阳风角动量损失率比此前所有估计大一个数量级。在本快报中,我们利用 PSP 前两次轨道的数据评估了太阳风中的角动量通量。观测到的太阳风既包含大的正角动量通量(在近太阳点期间所见),也包含负角动量通量。我们分析了 PSP 反复穿过的两个太阳风流;第一个是慢速风流的平流,其平均角动量通量在正与负之间波动,第二个是包含正角动量通量的中等速度流(更符角动量恒定流动)。当整体评估 PSP 数据时,平均赤道角动量通量意味着全球角动量损失率约为 2.64.2×10302.6-4.2\times 10^{30} erg(与先前航天器的观测更一致)。

关键词

引用

@article{arxiv.2009.08991,
  title  = {The Solar Wind Angular Momentum Flux as Observed by Parker Solar Probe},
  author = {Adam J. Finley and Sean P. Matt and Victor Réville and Rui F. Pinto and Mathew Owens and Justin C. Kasper and Kelly E. Korreck and A. W. Case and Michael L. Stevens and Phyllis Whittlesey and Davin Larson and Roberto Livi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2009.08991},
  year   = {2020}
}

备注

11 pages + 6 figures, accepted for publication to ApJL