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迈向精细日珥地震学 - II. 绘制连续磁流体力学谱

太阳与恒星天体物理 2011-06-27 v1

摘要

从包含日珥凝聚的精确磁流体力学(MHD)磁绳平衡出发,我们启动了对其线性本征振荡的系统性研究。为了量化线性MHD本征模式的完整谱,我们需要了解所有磁通量面局域模式,从而绘制出MHD谱的连续部分。我们结合了真实日珥位形下连续谱的解析和数值研究结果。分析了控制包含轴向剪切流的平移对称、有引力平衡的所有本征模式的方程,以及它们的磁通量面局域极限。该分析适用于一般的2.5维平衡,其中密度、熵或温度在不同的磁通量面之间发生变化。我们通过进行小重力参数展开,分析了由磁绳平衡中的极向变化引起的模式耦合。我们将解析结果与数值获得的连续谱进行了对比。对于密度为磁通函数的平衡,我们表明连续谱模式可能是过不稳定的,并给出了这些对流连续谱不稳定性(convective continuum instabilities)的稳定性判据。此外,对于所有平衡,在有理磁通量面附近,识别出极向模数 mm 的阿尔芬模式与三个相邻(m1m-1, mm, m+1m+1)慢模式之间的四模耦合方案。对于真实的日珥平衡,该耦合被证明在从弱到强的重力参数 gg 值范围内都起着重要作用。将小 gg 的解析预测与数值谱进行了对比,并确定了较大 gg 时的渐进偏差。不稳定的连续谱模式可能与短寿命的日珥位形相关。连续谱中由极向模式耦合产生的间隙需要进一步分析,因为它们构成了全局本征振荡的首选频率范围。

关键词

引用

@article{arxiv.1106.4935,
  title  = {Toward detailed prominence seismology - II. Charting the continuous magnetohydrodynamic spectrum},
  author = {J. W. S. Blokland and R. Keppens},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1106.4935},
  year   = {2011}
}

备注

Accepted by Astronmy & Astrophysics, 21 pages, 15 figures