Fast-to-Alfvén Mode Conversion Mediated by Hall Current. II. Application to the Solar Atmosphere

González-Morales, P. A.; Khomenko, E.; Cally, P. S.
Referencia bibliográfica

The Astrophysical Journal, Volume 870, Issue 2, article id. 94, 12 pp. (2019).

Fecha de publicación:
1
2019
Número de autores
3
Número de autores del IAC
2
Número de citas
20
Número de citas referidas
19
Descripción
Coupling between fast magnetoacoustic and Alfvén waves can be observed in fully ionized plasmas mediated by stratification and 3D geometrical effects. In Paper I, Cally & Khomenko have shown that in a weakly ionized plasma, such as the solar photosphere and chromosphere, the Hall current introduces a new coupling mechanism. The present study extends the results from Paper I to the case of warm plasma. We report on numerical experiments where mode transformation is studied using quasi-realistic stratification in thermodynamic parameters resembling the solar atmosphere. This redresses the limitation of the cold plasma approximation assumed in Paper I, in particular allowing the complete process of coupling between fast and slow magnetoacoustic modes and subsequent coupling of the fast mode to the Alfvén mode through the Hall current. Our results confirm the efficacy of the mechanism proposed in Paper I for the solar case. We observe that the efficiency of the transformation is a sensitive function of the angle between the wave propagation direction and the magnetic field, and of the wave frequency. The efficiency increases when the field direction and the wave direction are aligned for increasing wave frequencies. After scaling our results to typical solar values, the maximum amplitude of the transformed Alfvén waves, for a frequency of 1 Hz, corresponds to an energy flux (measured above the height of peak Hall coupling) of ∼103 W m‑2, based on an amplitude of 500 m s‑1 at β = 1, which is sufficient to play a major role in both quiet and active region coronal heating.
Proyectos relacionados
Erupción solar
Simulación Numérica de Procesos Astrofísicos

La simulación numérica mediante códigos complejos de ordenador es una herramienta fundamental en la investigación física y en la técnica desde hace décadas. El crecimiento vertiginoso de las capacidades informáticas junto con el avance notable de la matemática numérica ha hecho accesible a los centros de investigación de tamaño medio

Daniel Elías
Nóbrega Siverio
Imagen del Proyecto
Magnestismo Solar y Estelar

Los campos magnéticos son uno de los ingredientes fundamentales en la formación de estrellas y su evolución. En el nacimiento de una estrella, los campos magnéticos llegan a frenar su rotación durante el colapso de la nube molecular, y en el fin de la vida de una estrella, el magnetismo puede ser clave en la forma en la que se pierden las capas

Tobías
Felipe García