Analyse af turbulent diffusionseffekt i solafbrændingsstrømmen

Forskere fra Yunnan Observatories fra det kinesiske videnskabsakademi har undersøgt de turbulente egenskaber i den storskala solar flare current sheet (CS).

De analyserede kvantitativt den magnetiske genforbindelseshastighed, diffusivitet, dissipationsskala, turbulensamplitude osv., efter fremkomsten af ​​turbulens forårsaget af rivningsustabilitet. De fandt ud af, at turbulens effektivt kan udvide CS-bredden og give en ekstra spredningseffekt i CS.

Resultaterne blev offentliggjort i Research in Astronomy and Astrophysics den 31. maj.

Et soludbrud er en af ​​de mest energiske begivenheder i solsystemet, hvor op til 10 ³² erger af magnetisk energi frigives via magnetisk genforbindelse. Denne storstilede strømplade, der forbinder til blusset og det udbrudte fluxreb, er hovedstedet for den magnetiske genforbindelsesproces.

Klassiske teorier forudsiger en bredde af CS svarende til ion-inertialskalaen på ti eller hundreder af meter, mens mange observationer fandt en tilhørende bredde på 10 ⁴ til 10 ⁵ km.

Den store uoverensstemmelse kan relateres til den turbulens, der opstår i CS. Derfor er den nøjagtige vurdering af energispredningen fremkaldt af turbulens afgørende for at forstå den hurtige energifrigivelse i soludbruddet.

I denne undersøgelse brugte forskerne 2D højopløsnings magnetohydrodynamiske numeriske simuleringer, baseret på standard flare model i den gravitationsmæssigt lagdelte solatmosfære. Den magnetiske genforbindelseshastighed viste en tilsyneladende stigning på grund af forekomsten af ​​rivningsustabilitet.

De fandt ud af, at udseendet af turbulensen svarede til at tilføje et ekstra dissipationsled i induktionsligningerne, hvilket drastisk kunne forstørre den lokale diffusivitet i CS. "Ifølge spektrumanalysen beregnede vi den relaterede dissipationsskala på 100-200 km, hvilket var meget højere end ioninertialskalaen. Det svarede til bredden af ​​den sekundære genforbindelse CS mellem de flettede plasmoider," sagde Zhang Yining, først. forfatter til undersøgelsen.

Derudover beregnede de den generelle bredde af det nuværende ark til at være 1500-2500 km, hvilket var i overensstemmelse med observationsresultaterne. Faktisk er CS-bredden, der ofte findes i observationer, bevist at være relevant med Taylor-skalaen fra Biskamps teori.

"Afslutningschokket ved flare loop-toppen kan en smule forstærke turbulensamplituden. Forstærkningsfaktoren er relateret til den lokale geometri af termineringschokket, og termineringschokket har vist sig at have en højere opvarmningseffektivitet snarere den kinetiske energioverførsel," sagde Dr. Ye Jing, tilsvarende forfatter til undersøgelsen.

Denne undersøgelse belyser detaljerne i spredningsmekanismen for den magnetiske genforbindelse i nærvær af turbulens i soludbruddet. + Udforsk yderligere

Forskere identificerer rollen af ​​turbulens for plasmaopvarmning i soludbrud