A mean-field Babcock-Leighton solar dynamo model with long-term variability



Título del documento: A mean-field Babcock-Leighton solar dynamo model with long-term variability
Revue: Anais da Academia Brasileira de Ciencias
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000372284
ISSN: 0001-3765
Autores: 1
2
1
2
Instituciones: 1Ministerio da Ciencia, Tecnologia e Inovacao, Observatorio Nacional, Rio de Janeiro. Brasil
2Institut de Physique du Globe, París. Francia
Año:
Periodo: Mar
Volumen: 86
Número: 1
Paginación: 11-26
País: Brasil
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico, descriptivo
Resumen en inglés Dynamo models relying on the Babcock-Leighton mechanism are successful in reproducing most of the solar magnetic field dynamical characteristics. However, considering that such models operate only above a lower magnetic field threshold, they do not provide an appropriate magnetic field regeneration process characterizing a self-sustainable dynamo. In this work we consider the existence of an additional α-effect to the Babcock-Leighton scenario in a mean-field axisymmetric kinematic numerical model. Both poloidal field regeneration mechanisms are treated with two different strength-limiting factors. Apart from the solar antisymmetric parity behavior, the main solar features are reproduced: cyclic polarity reversals, mid-latitudinal equatorward migration of strong toroidal field, poleward migration of polar surface radial fields, and the quadrature phase shift between both. Long-term variability of the solutions exhibits lenghty periods of minimum activity followed by posterior recovery, akin to the observed Maunder Minimum. Based on the analysis of the residual activity during periods of minimum activity, we suggest that these are caused by a predominance of the α-effect over the Babcock-Leighton mechanism in regenerating the poloidal field
Resumen en portugués Modelos do dínamo solar baseados no mecanismo de Babcock-Leighton obtiveram sucesso em reproduzir algumas das principais características da dinâmica do campo magnético do Sol. No entanto, considerando que tal mecanismo opera somente a partir de um limite mínimo do campo magnético, os modelos não proveem um processo apropriado de regeneração do campo que caracterize um dínamo autossustentável. Neste trabalho consideramos a existência de um efeito concomitante com o cenário disposto pelo modelo de Babcock-Leighton em um modelo numérico axisimétrico de campo médio. Diferentes fatores de limitação da intensidade do campo foram usados para os dois processos de regeneração do campo poloidal. Excetuando-se o critério da anti-paridade do campo magnético, as principais características do campo magnético solar foram reproduzidas: reversão cíclica, migração ao equador dos intensos campos toroidais em médias latitudes, deslocamento aos pólos do campo magnético polar na superfície, e a relação de anti-fase entre estes. A variabilidade de longo período das soluções exibe em alguns casos épocas duradouras de mínimo de atividade magnética e posterior recuperação, como no Mínimo de Maunder. Tendo como base a observação de uma atividade residual durante os períodos de mínima atividade, sugerimos que tais períodos são causados por uma predominância do efeito α sobre o mecanismo de Babcock-Leighton na regeneração do campo poloidal
Disciplinas: Física y astronomía
Palabras clave: Astronomía,
Dinámica de fluidos,
Teoría cinética y plasmas,
Dinamo solar,
Ciclo solar,
Manchas solares,
Magnetohidrodinámica
Keyword: Physics and astronomy,
Astronomy,
Fluid dynamics,
Kinetic theory and plasma,
Solar dynamo,
Solar cycles,
Sunspots,
Magnetohydrodynamics
Texte intégral: Texto completo (Ver PDF)