太阳色球中氢的时变电离。I：方法与初步结果

我们将一种求解氢原子布居数速率方程的近似方法进行了扩展，并实现在三维辐射（磁）流体动力学代码CO5BOLD中。该方法基于一个具有六个能级和固定辐射跃迁率的模型原子。它已在一维模拟中进行了广泛测试。扩展后的方法被用于创建一个从上部对流区延伸到色球层的三维模型。在我们的时变模拟中，氢的电离度在光学深度为1以上500公里范围内与相应的平衡值相当。在此高度之上，非平衡电离度在时间和空间上相当恒定，并趋向于由传播的热激波设定的值。氢的能级布居数和电子密度也比相应的统计平衡值恒定得多。相比之下，平衡电离度在热的激波区和冷的非激波区之间变化超过20个数量级。该模拟首次在三维中表明，色球层的氢电离度和电子密度不能通过平衡计算得到。我们的模拟可以为详细的辐射传输计算提供这些量的实际值。