895 2

Анализ эффекта турбулентной диффузии в токовом слое солнечной вспышки

Исследователи из Юньнаньских обсерваторий Китайской академии наук изучили турбулентные свойства в крупномасштабном токовом слое (ТС)солнечной вспышки.

Они провели количественный анализ скорости магнитного пересоединения, диффузии, масштаба диссипации, амплитуды турбулентности и т.д. после появления турбулентности, вызванной разрывными неустойчивостями. Они обнаружили, что турбулентность может эффективно увеличивать ширину ТС и вносить дополнительный эффект диссипации в ТС.

Солнечная вспышка - одно из самых энергичных событий в Солнечной системе, при котором высвобождается до 1032 эрг магнитной энергии. Этот крупномасштабный токовый слой, соединяющийся со вспышкой и извергающимся потоком, является основным местом для процесса магнитного повторного подключения.

Классические теории предсказывают ширину ТС, соответствующую шкале ионной инерции, в десятки или сотни метров, в то время как многие наблюдения обнаружили соответствующую ширину от 104 до 105 км.

Огромное расхождение может быть связано с турбулентностью, возникающей в ТС. Таким образом, точная оценка диссипации энергии, вызванной турбулентностью, имеет решающее значение для понимания быстрого выделения энергии в солнечной вспышке.

В данном исследовании ученые использовали двумерные магнитогидродинамические численные модели высокого разрешения, основанные на стандартной модели вспышки в гравитационно стратифицированной солнечной атмосфере. Скорость магнитного пересоединения показала очевидное увеличение из-за появления разрывных неустойчивостей.

Они обнаружили, что появление турбулентности эквивалентно добавлению дополнительного диссипативного члена в уравнения индукции, что может резко увеличить локальную диффузию в ТС. «Согласно спектральному анализу, мы вычислили связанный масштаб диссипации в 100-200 км, который был намного выше ионно-инерционного масштаба. Это соответствовало ширине вторичного пересоединения ТС между сливающимися плазмоидами», - сказал Чжан Йинин, первый автор исследования.

Кроме того, они рассчитали общую ширину токового слоя в 1500-2500 км, что согласуется с результатами наблюдений. Действительно, ширина ТС, часто встречающаяся в наблюдениях, оказывается соответствующей шкале Тейлора из теории Бискампа.



- «Ударная волна на вершине факельной петли может несколько усилить амплитуду турбулентности. Коэффициент усиления связан с локальной геометрией ударной волны, и показано, что ударная волна имеет более высокую эффективность нагрева, чем передача кинетической энергии», - сказал доктор Е Цзин, автор-корреспондент исследования.

Это исследование проясняет детали механизма диссипации магнитного пересоединения в присутствии турбулентности в солнечной вспышке.

(Добавил: ProW)

Поддержи AstroNews           Читайте AstroNews в Яндекс.Дзен