Solar Magnetic Carpet II: Coronal Interactions of Small-Scale Magnetic Fields
Solar Magnetic Carpet II: Coronal Interactions of Small-Scale Magnetic Fields
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太阳磁毯 II：小尺度磁场的日冕相互作用
DOI：
10.1007/s11207-011-9924-1
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发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
2.8
通讯作者：
Meyer K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Meyer K
本文是一系列研究中的第二篇，致力于为太阳磁毯构建一个现实的，不断发展的，非潜在的日冕模型。在本研究中，两个磁性元件的相互作用被认为是。我们的目标是研究磁能的积累，存储和耗散的出现，取消和飞越这些磁性元素的结果。在未来，这些相互作用将成为涉及数百个元素的更复杂模拟的基本构建块。每一个相互作用是在一个叠加的均匀磁场的存在下，这是在不同的方向相对于不断变化的磁性元件的模拟。对于这三种小尺度相互作用，模拟结束时储存在场中的自由能范围为0.2 - 2.1× 1026 ergs，而耗散的总能量范围为1.3 - 6.3× 1026 ergs。对于所有情况，更强的上覆场导致更高的能量储存和耗散。对于取消和涌现模拟，垂直于上覆场的运动导致最高值。对于飞越模拟，平行于上覆场的运动给出最高值。在所有情况下，自由能的积累足以解释小尺度的现象，如X射线亮点或纳米火花。此外，如果按照所考虑的体积的磁性元素的正确数量进行缩放，持续耗散的能量提供了安静的太阳日冕加热预算的重要部分。
This paper is the second in a series of studies working towards constructing a realistic, evolving, non-potential coronal model for the solar magnetic carpet. In the present study, the interaction of two magnetic elements is considered. Our objectives are to study magnetic energy build-up, storage and dissipation as a result of emergence, cancellation, and flyby of these magnetic elements. In the future these interactions will be the basic building blocks of more complicated simulations involving hundreds of elements. Each interaction is simulated in the presence of an overlying uniform magnetic field, which lies at various orientations with respect to the evolving magnetic elements. For these three small-scale interactions, the free energy stored in the field at the end of the simulation ranges from 0.2 – 2.1×1026ergs, whilst the total energy dissipated ranges from 1.3 – 6.3×1026ergs. For all cases, a stronger overlying field results in higher energy storage and dissipation. For the cancellation and emergence simulations, motion perpendicular to the overlying field results in the highest values. For the flyby simulations, motion parallel to the overlying field gives the highest values. In all cases, the free energy built up is sufficient to explain small-scale phenomena such as X-ray bright points or nanoflares. In addition, if scaled for the correct number of magnetic elements for the volume considered, the energy continually dissipated provides a significant fraction of the quiet Sun coronal heating budget.
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