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太阳日冕的热力学结构:层析重建与 MHD 建模

太阳与恒星天体物理 2020-06-17 v1

摘要

我们通过层析重建与磁流体力学模拟,对宁静内日冕(r<1.25Rr<1.25 R_\odot)电子密度与温度的整体三维(3D)结构进行了研究。我们使用了最新版本的差分发射度量层析(DEMT)与 Alfv\'en 波太阳模型(AWSoM)。选取了两个目标自转周,分别来自第 23 与 24 太阳周(SCs)之间太阳极小期以及第 24 太阳周下降相。我们定量详细地报道了由 DEMT 分析揭示的流光带核心与外层的 3D 热力学结构,以及高纬日冕洞(CH)。我们报道了流光带内两类结构的存在:温度随高度递减/递增的环(分别称为 down/up 环),正如先前 DEMT 研究首次报道的那样。我们还估算了在日冕底部维持这些结构稳定所需的加热能量通量,发现其为 105ergcm2s110^5 erg\, cm^{-2} s^{-1} 量级,与先前 DEMT 和光谱学研究一致。我们讨论了这些发现如何与 Alfv\'en 波的日冕耗散相符。我们在不同磁结构中比较了 DEMT 与 AWSoM 的 3D 结果。我们表明两种技术产物间的一致性为迄今最佳,总体偏差 20%\lesssim 20\%,取决于目标自转周与具体日冕区域。不过在其当前实现中 ASWsoM 模型无法重现 down 环。此外,在太阳风快、慢分量的源区,AWSoM 模型的电子密度随纬度增加,与 DEMT 重建中观测到的趋势相反。

关键词

引用

@article{arxiv.2004.06815,
  title  = {Thermodynamic Structure of the Solar Corona: Tomographic Reconstructions and MHD Modeling},
  author = {D. G. Lloveras and A. M. Vásquez and F. A. Nuevo and C. Mac Cormack and N. Sachdeva and W. Manchester and B. Van der Holst and R. A. Frazin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2004.06815},
  year   = {2020}
}