模拟活动区中色球谱线的三维建模

由于支配色球谱线形成的物理过程复杂，对太阳色球观测的解释十分困难。许多色球特征的起源与特性因此尚未明晰。我们在此重点研究两个显著特征：长纤维与耀斑带。为建模它们，我们使用一个活动区的三维 MHD 模拟，其自洽地重现了二者。我们利用三维非局部热动平衡（non-LTE）辐射转移代码 Multi3D 对 H$\alpha$、Mg II k、Ca II K 和 Ca II 8542 {\AA} 谱线进行建模。该模拟重现了在相反极性黑子间伸展、高度可达 4 Mm 的长纤维。由于密度皱褶，它们可在所有谱线中追踪到。与以往研究相反，本模型中 H$\alpha$、Mg II h&k 和 Ca II H&K 形成于相近高度。磁场线与 H$\alpha$ 纤维对齐，但后者对 Ca II 8542 {\AA} 谱线的符合程度较低。模拟在 H$\alpha$ 线心显示出类似耀斑带的结构。带内辐射由高密度色球与高柱质量处的过渡区引起。耀斑带在所有色球谱线中可见，但在 Ca II 8542 {\AA} 线中最不显著。某些像素产生具有单一发射峰的宽非对称轮廓，类似于耀斑带中观测到的轮廓。它们由色球温度上升的深层起始与大风速梯度导致。该模拟产生了与观测所见相似的长纤维。尽管模拟中无非热电子，其也产生了类似耀斑带的结构。后者表明，除非热电子外，热传导可能是将耀斑能量向色球传输的重要机制。