3D WKB solution for fast magnetoacoustic wave behaviour within a separatrix dome containing a coronal null point
3D WKB solution for fast magnetoacoustic wave behaviour within a separatrix dome containing a coronal null point
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用于包含日冕零点的分界圆顶内快速磁声波行为的 3D WKB 解决方案
DOI：
10.1093/mnras/stz085
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发表时间：
2019
影响因子：
4.8
通讯作者：
McLaughlin J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
McLaughlin J
研究了快磁声波在一个三维日冕零点磁场拓扑中的传播，该零点的扇形磁力线形成一个圆顶。该拓扑结构是由一个磁偶极子嵌入在一个全球统一的领域。本研究旨在提高对磁流体力学（MHD）波如何通过非均匀介质传播的理解，特别是在包含孤立3D磁零点的介质中。本文研究非均匀、理想冷等离子体的线性化MHD方程。利用WKB近似和Charpit方法求解方程。我们发现，对于在零点以下产生的平面快波，所得的传播强烈依赖于初始位置，并且有两个主要行为：波的大部分逃离零点（根据与平衡阿尔文速度分布的相互作用，经历不同的折射严重程度），或者，波的一部分被冠状零点捕获（对于在脊周围的特定临界半径内和在= 0平面上生成的元素）。我们还概括了磁拓扑结构，发现零的高度决定了被捕获的波的量。我们的结论是，对于在零点以下产生的波前，在更高的高度处的零点可以捕获相应的波能量的比例更少。
The propagation of the fast magnetoacoustic wave is studied within a magnetic topology containing a 3D coronal null point whose fan field lines form a dome. The topology is constructed from a magnetic dipole embedded within a global uniform field. This study aims to improve the understanding of how magnetohydrodynamics (MHD) waves propagate through inhomogeneous media, specifically in a medium containing an isolated 3D magnetic null point. We consider the linearized MHD equations for an inhomogeneous, ideal, cold plasma. The equations are solved utilizing the WKB approximation and Charpit’s Method. We find that for a planar fast wave generated below the null point, the resultant propagation is strongly dependent upon initial location and that there are two main behaviours: the majority of the wave escapes the null (experiencing different severities of refraction depending upon the interplay with the equilibrium Alfvén-speed profile) or, alternatively, part of the wave is captured by the coronal null point (for elements generated within a specific critical radius about the spine and on the= 0 plane). We also generalize the magnetic topology and find that the height of the null determines the amount of wave that is captured. We conclude that for a wavefront generated below the null point, nulls at a greater height can trap proportionally less of the corresponding wave energy.
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