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Stellar wind simulations in the age of PSP and Solar Orbiter
Simon Schleich
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Astronomie
Betreuer*in
Sudeshna Boro Saikia
DOI
10.25365/thesis.70985
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-13256.11753.386024-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Als der der Erde am nächsten gelegene Stern bietet uns die Sonne die einzige Möglichkeit, den kontinuierlichen Massenstrom, der von ihr in die Heliosphäre eindringt, in situ zu messen. Dieser Sonnenwind, wie er heute verstanden wird, wurde ursprünglich vor über 50 Jahren postuliert. Zahlreiche wissenschaftliche Missionen haben unser Verständnis dieses Phänomens verbessert, aber die genaue Natur seines Ursprungs und die treibenden Kräfte in der Sonnenkorona sind immer noch sehr aktive Forschungsgebiete. Die Erforschung der Entwicklungsprozesse der Sonne sowie die Untersuchung stellarer Winde in Verbindung mit sonnenähnlichen Sternen sind eng mit unserem Verständnis des Sonnenwindes verbunden.
In dieser Arbeit habe ich den 3D-MHD-Code NIRVANA verwendet, um ein globales Ein-Fluid-Modell des magnetisierten Sonnenwindes zu erstellen. Ich habe den Code so modifiziert, dass er einen wellen-turbulenzgetriebenen Heizmechanismus inkludiert, welcher den Sonnenwind beschleunigt. Außerdem habe ich eine große Anzahl an Messungen analysiert, die von der Parker Solar Probe und dem Solar Orbiter durchgeführt wurden. Diese Daten liefern empirische Begrenzungen der Sonnenwindparameter über einen großen Bereich heliozentrischer Entfernungen. Durch bestimmte Beschränkungen, die durch und auf den Code auferlegt werden, stellt das Modell einen recht einfachen Ansatz für dieses komplexe Problem dar. Die sich daraus ergebenden Parameterprofile des Sonnenwindes reproduzieren das allgemeine radiale Verhalten, das sich aus den in situ Messungen ergibt, wobei sie sich nicht in genauer Übereinstimmen befinden. Dies zeigt das Potenzial für eine weitere Verbesserung dieses Modells, um eine genauere Beschreibung des Sonnenwindes zu erstellen, die zur Untersuchung des Verhaltens von Sternwinden verwendet werden kann.
Abstract
(Englisch)
Being the star closest to Earth, the Sun provides us with the only possibility of in situ measurements regarding its continuous mass flow emanating into the heliosphere. This solar wind, as understood today, was initially proposed over 50 years ago. Numerous science missions have advanced our understanding of this phenomenon, but the exact nature of its origin and driving forces in the solar corona are still very active fields of study. Research in the evolutionary processes of the Sun, as well as investigations of stellar winds associated to solar-like stars are closely connected to our understanding of the solar wind.
In this work, I have used the 3D MHD code NIRVANA to generate a single-fluid, global model of the magnetized solar wind. I have modified the code to include a wave-turbulence driven heating mechanism, accelerating the solar wind. Additionally, I have analysed a large amount of measurements taken by the Parker Solar Probe and Solar Orbiter. This data provides empirical constraints on solar wind parameters over a large range of heliocentric distances. Through certain constraints imposed by and on the code, the model represents a somewhat basic approach to this complex problem. The resulting solar wind parameter profiles reproduce the general radial behaviour seen in the in situ measurement constraints, although they are not in exact agreement.This displays the potential of further improving this model to generate a more accurate solar wind description that can be used to investigate the behaviour of stellar winds.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Astrophysik Solarer-Wind Stellare-Winde Magnetohydrodynamik Koronale-Heizmechanismen
Schlagwörter
(Englisch)
astrophysics solar-wind stellar-winds magnetohydrodynamics coronal-heating
Autor*innen
Simon Schleich
Haupttitel (Englisch)
Stellar wind simulations in the age of PSP and Solar Orbiter
Paralleltitel (Deutsch)
Stellare Windsimulationen im Zeitalter von PSP und Solar Orbiter
Publikationsjahr
2021
Umfangsangabe
xi, 73 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Sudeshna Boro Saikia
AC Nummer
AC16527929
Utheses ID
61765
Studienkennzahl
UA | 066 | 861 | |