Helioseismic calibration of the equation of state and chemical composition in the solar convective envelope
Helioseismic calibration of the equation of state and chemical composition in the solar convective envelope
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太阳对流包层中的状态方程和化学成分的日震校准
DOI：
10.1093/mnras/sts701
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发表时间：
2013
影响因子：
4.8
通讯作者：
Vorontsov S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Vorontsov S
太阳p模频率的精确测量可以灵敏地诊断绝热指数Γ1=(∂lnp/∂ln ρ) sa是太阳对流包膜绝热分层部分深度的函数。绝热指数的轮廓包含了部分电离太阳等离子体的化学成分的信息，并允许评估不同版本的状态方程的准确性。在sohomdi“中等- 1”项目中，我们通过检查太阳包膜模型的地震分层与各种现代状态方程（两个版本的OPAL和两个版本的SAHA-S状态方程）构建的太阳包膜模型的一致性，解决了从多普勒速度测量推断出的太阳p模频率的诊断潜力，这些测量几乎不间断地覆盖了soho 15年的运行寿命。我们使用了两种相互补充的诊断技术：(i)使用不同化学成分（由氦丰度和重元素丰度参数化）和太阳对流包络层绝热分层部分的比熵的包络模型网格直接校准；（ii）约束结构日震反演。最近开发的SAHA-S3状态方程与地震数据最吻合。组成参数syandz的最大似然估计依赖于状态方程的特定版本，也可能被太阳频率测量中的系统误差所扭曲。本研究得到的估计值范围为y = 0.240-0.255, z = 0.008-0.013。我们所有的结果都提供了强有力的证据支持低zvalue，正如最近光谱测量报告的那样。
Accurate and precise measurements of solar p-mode frequencies allow sensitive diagnostics of the adiabatic exponent Γ1= (∂lnp/∂ln ρ)Sas a function of depth in the adiabatically stratified part of the solar convective envelope. The profile of the adiabatic exponent contains information about the chemical composition of the partially ionized solar plasma, and allows the accuracy of different versions of the equation of state to be assessed. We address the diagnostic potential of solar p-mode frequencies inferred from Doppler velocity measurements in theSOHOMDI ‘medium-l’ program, the almost uninterrupted measurements covering 15 years ofSOHO’s operational lifetime, by examining their agreement with the seismic stratification of solar envelope models constructed with various modern versions of the equation of state (two versions of OPAL, and two versions of the SAHA-S equation of state). We use two diagnostic techniques, which complement each other: (i) direct calibration using grids of envelope models that differ in chemical composition (parametrized by the helium abundanceYand the heavy element abundanceZ) and in the specific entropy in the adiabatically stratified part of the solar convective envelope; and (ii) a constrained structural helioseismic inversion. The best agreement with seismic data is provided by the recently developed SAHA-S3 equation of state. The maximum-likelihood estimates of the composition parametersYandZdepend on the particular version of the equation of state, and may also be distorted by systematic errors in solar frequency measurements. The estimates obtained in this study are in the range ofY= 0.240–0.255 andZ= 0.008–0.013. All our results provide strong evidence in favour of lowZvalues, as reported from recent spectroscopic measurements.
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