Demping en stabiliteit van trage MHD golven in zonnefluxbuizen

Het onderzoek dat in dit proefschrift wordt gepresenteerd betreft de evolutie van trage magnetohydrodynamische (MHD) golven in buisvormige atmosferische structuren. De zonneatmosfeer is een zeer dynamisch medium waarin MHD golven een waarneembaar fenomeen zijn. De buitenste laag van de atmosfeer, de corona genaamd, heeft een onverwacht hoge temperatuur in de orde van 1M Kelvin. De oplossing van wat het coronale verhittingsprobleem wordt genoemd is nog niet volledig opgehelderd, maar het is gekend dat MHD golven bijdragen aan de verwarming door een deel van hun energie af te zetten in het coronale plasma via verschillende mechanismen. Bovendien kunnen MHD golven worden gebruikt om het atmosferische plasma van de zon te onderzoeken en enkele van zijn niet-waarneembare eigenschappen af te leiden door waarnemingen te vergelijken met theorie, in wat atmosferische seismologie wordt genoemd. De studie van trage MHD golven, aanwezig in elke laag van de atmosfeer, is een fundamentele opstap naar een volledig begrip van de zonneatmosfeer. In het bijzonder speelt de beoordeling van de demping die ze ondergaan en de stabiliteit van de structuur waarin ze evolueren een belangrijke rol in dit proces. Dit vormt het onderwerp van dit proefschrift. We beginnen met het bestuderen van de resistieve demping van trage axisymmetrische modi in een cilinder met een scherpe rand, en passen ons analytische model toe op het geval van een fotosferische porie. Onze resultaten blijken overeen te komen met eerdere numerieke onderzoeken, waarin beweerd wordt dat elektrische resistiviteit belangrijker is dan resonante absorptie in het cusp continuüm om onder deze omstandigheden trage axisymmetrische modi te dempen. Vervolgens bestuderen we de lokale stabiliteit van een cilinder die een staande trage oscillatie ondergaat door middel van een Cartesiaans model, waarbij twee plasma's met een oscillerende achtergrondsnelheid worden gescheiden door een vlak. Het blijkt dat, in tegenstelling tot het geval van een staande snelle transversale golf, de verstoringen van het grensvlak stabiel blijven met betrekking tot de Kelvin-Helmholtz-instabiliteit voor de trage golf. In een ander klein hoofdstuk leiden we de formules af voor de verschillende energie- en energiefluxcomponenten van modi in een cilinder met een scherpe rand. Ten slotte onderzoeken we trage modi die resonant worden geabsorbeerd in het cusp continuüm (quasimodi genoemd) via een analytisch model waarbij de oplossingen van de lineaire verstoringen worden weergegeven door Frobenius- en machtreeksen. Als we dit toepassen op het geval van een trage axisymmetrische oppervlaktegolf in een fotosferische porie, zien we dat de demping van deze modus door resonante absorptie in het cusp continuüm extreem zwak is. Dit komt overeen met de resultaten van het eerste hoofdstuk, namelijk dat elektrische resistiviteit efficiënter is dan resonante absorptie voor het dempen van trage axisymmetrische modi in poriën.