Dreidimensionale MHD-Simulationen beleuchten die Physik des "magnetischen Schattens"

Aus den Simulationen. Leistungsdiagramm der vertikalen Geschwindigkeit in der unteren Chromosphäre. Im Raum zwischen den großen und kleinen Ellipsen ist die Leistung reduziert (magnetischer Schatten), während direkt oberhalb der magnetischen Flusskonzentrationen (innerhalb der kleinen Ellipsen) wieder fast das Niveau der Leistung in den Regionen mit schwachem Magnetfeld (weiße Konturen) erreicht wird.

Skizze der verschiedenen Wellenmodi welche aus der von unten einlaufenden planparallelen, akustischen Welle entstehen.

Dreidimensionale Computersimulationen magneto-akustischer Wellenausbreitung in einer solaren Modellatmosphäre mit einer komplexen Magnetfeldstruktur offenbaren die Physik eines Phänomens welches als "magnetischer Schatten" bekannt ist. Bei diesen Simulationen werden Schallwellen mit einer Frequenz von 10 mHz am unteren Rand des Simulationsgebiets angeregt. Auf deren Weg durch die obere Konvektionszone und durch die Photosphäre und die Chromosphäre werden sie gestört, gebrochen, und in unterschiedliche Wellenmoden umgewandelt. Synthetisierte Leistungsdiagramme der Sichtliniengeschwindigkeit in der oberen Photosphäre und der unteren Chromosphäre zeigen dann die "magnetischen Schatten" wie sie auf der Sonne beobachtet werden: ein Saum reduzierter Leistung welcher die magnetischen Netzwerkelemente umgibt (siehe Abb. 1).

Wir zeigen, wie diese Schatten mit der Verwandlung der angeregten Welle in unterschiedliche magnetoakustische Wellenmodi zusammenhängt (siehe Abb. 2) und dass Leistungsdiagramme aus diesen Höhenschichten die Signatur dreier verschiedener Modi in drei verschiedenen Regionen aufweisen: der schnelle akustische Modus im Internetzwerk, der schnelle magnetische Modus im Gebiet des magnetischen Baldachins und der langsame akustische Modus in der Mitte der magnetischen Netzwerkelemente.

Publikationen:
Ch. Nutto, O. Steiner, M. Roth (2012) Astronomy &  Astrophysics, 542, L30
R. Komm, I. De Moortel, Y. Fan, S. Ilonidis, O. Steiner (2013) in Proc. of the ISSI workshop Helioseismology and Dynamics of the Solar Interior, L. Culhane (ed).