太阳光球层三维对流模拟与观测中的热力学涨落
摘要
数值三维辐射 (M)HD 太阳对流模拟被用于理解太阳光球层的物理性质。为了验证这一方法，重要的是检查是否因辐射转移处理的部分不完善而产生过度的热力学涨落。我们研究了使用 Stagger 代码进行的三维对流模拟的真实性。我们将太阳盘心观测中几条谱线的特征性质与从模拟合成的光谱进行了比较。我们利用连续谱强度分布将合成光谱退化至观测的空间分辨率。通过比较 atlas 光谱与平均观测光谱，我们估计了必要的光谱退化程度。除了直接推导一组谱线参数外，我们还使用 SIR 代码对光谱进行了反演。观测数据中的大多数谱线参数与退化后的模拟光谱吻合良好。反演预测，在全空间分辨率下模拟的宏观湍流速度低于 10 m/s，而在 0.3"的空间分辨率下则产生约 < 1000 m/s 的速度。退化模拟反演中的温度涨落未超过观测数据中的涨落（对于 -2<log tau<-0.5，量级为 100-200 K rms）。空间平均轮廓中的谱线参数与空间分辨轮廓中谱线参数平均值的比较表明，在 0.13"至 0.3"之间的空间尺度上，（平均）谱线性质发生了显著变化。直至 0.3"的空间分辨率，我们在三维 HD 模拟中未发现存在过度热力学涨落的迹象。要确切确认未经空间退化的模拟包含完全真实的热力学涨落，需要更高分辨率的观测。
引用
@article{arxiv.1306.6093,
title = {Thermodynamic fluctuations in solar photospheric three-dimensional convection simulations and observations},
author = {C. Beck and D. Fabbian and F. Moreno-Insertis and K. G. Puschmann and R. Rezaei},
journal= {arXiv preprint arXiv:1306.6093},
year = {2015}
}
备注
21 pages, 15 figures + 2 pages Appendix, accepted for publication in A&A; v2 version: corrected for an error in the calculation of stray-light estimates, for details see the Corrigendum to A&A, 2013, 557, 109 (DOI: 10.1051/0004-6361/201321596). Corrected text and numbers are in bold font. Apart from the stray-light estimates, nothing in the rest of the paper was affected by the error