Collaborative Research: SHINE: Observational and Theoretical Studies of the Parametric Decay Instability in the Lower Solar Atmosphere

合作研究:SHINE:太阳低层大气参数衰变不稳定性的观测和理论研究

基本信息

  • 批准号:
    2229101
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.05万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-01-01 至 2025-12-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

It is unclear how the outer layer of the Sun, the corona, is heated to millions of degrees. One potential mechanism is through the parametric decay instability (PDI). This project addresses the Solar, Heliospheric, and Interplanetary Environment (SHINE) goal of understanding the solar corona through numerical simulations and analysis of space-based and NSF-funded ground based solar observations. The project also supports outreach activities in New York City and New Mexico. Two post-doctoral researchers will be supported, along with undergraduate students at Columbia University.The project will determine whether PDI is an important process in the solar atmosphere. The team will analyze observations from the Coronal Multichannel Polarimeter, the Extreme Ultraviolet Imaging Spectrometer, the Interface Region Imaging Spectrometer, and the NSF-funded Daniel K. Inouye Solar Telescope. Numerical modeling will be used to better understand the behavior of PDI in the presence of gradients in the plasma properties of the transition region and the corona. Magnetohydrodynamic simulations will be carried out to study Alfven waves and PDI growth in the lower solar atmosphere, where the scale length of gradients is smaller than the wavelength. This is critical to understand how density fluctuations are generated very close to the Sun. Moreover, ion heating associated with acoustic waves produced by PDI will be investigated using hybrid simulations, to estimate what fraction of the Alfven wave power can be dissipated in the lower atmosphere.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
目前尚不清楚太阳的外层是如何加热到数百万度的。一种潜在的机制是通过参数衰减不稳定性(PDI)。该项目解决了通过数值模拟理解太阳能电晕并分析空间基于空间和NSF资助的基于地面的太阳能观测值的太阳能,地球和星际环境(Shine)的目标。该项目还支持纽约市和新墨西哥州的外展活动。将支持两名博士后研究人员,以及哥伦比亚大学的本科生。该项目将确定PDI是否是太阳氛围中的重要过程。该团队将分析冠状多通道极化计,极端紫外线成像光谱仪,界面区域成像光谱仪和NSF资助的Daniel K. Inouye太阳能望远镜的观察结果。数值建模将用于更好地理解在过渡区域和电晕的血浆特性中梯度的存在下PDI的行为。将进行磁水动力学模拟,以研究较低的太阳大气中的Alfven波和PDI生长,其中梯度的尺度长度小于波长。这对于了解如何非常接近太阳的密度波动至关重要。此外,将使用混合模拟研究与PDI产生的声波相关的离子加热,以估计在较低的大气中可以消散Alfven Wave功率的哪一部分。该奖项反映了NSF的法定任务,并认为通过基金会的知识分子优点和广泛的影响来评估NSF的法定任务。

项目成果

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