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含背景流的柱状平衡态热不稳定性光谱研究

太阳与恒星天体物理 2024-06-12 v1 等离子体物理

摘要

流动无处不在,并主导着等离子体的动力学。太阳龙卷风是一类明显旋转的日珥,可能由热不稳定性形成。在关于热不稳定性的光谱研究中,背景流通常被忽略。我们在此确定了背景流对柱状磁场位形中热不稳定性的影响,如同各种参数对MHD谱的影响。我们研究了离散热模。在一项分析研究中,我们通过将通用背景流纳入柱坐标系,对现有文献进行了扩展。对非绝热MHD方程进行线性化、傅里叶分析,并加以检验,以理解背景流如何改变连续谱。利用WKB分析推导了离散热模的近似表达式。然后,使用特征值代码Legolas对基准平衡态验证了分析结果。离散热模的本征函数在二维和三维中进行了可视化。热连续谱由于背景流而发生多普勒频移,就像慢连续谱和阿尔文连续谱一样。离散模因控制方程包含与流相关的项而改变。推导了一个基于平衡参数预测离散热模出现的近似表达式。所有解析表达式均与数值结果吻合。离散热模的密度扰动分布并非单一的凝聚。总速度场的三维可视化显示,螺旋场受到径向速度扰动的强烈影响。我们推导了含背景流的柱状平衡态非绝热MHD模的解析表达式,并使用日冕平衡态进行了验证。然而,这些方程是有效的,并且可以应用于其他天体物理环境。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.00082,
  title  = {A spectroscopic investigation of thermal instability for cylindrical equilibria with background flow},
  author = {Joris Hermans and Rony Keppens},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.00082},
  year   = {2024}
}

备注

19 pages, 22 figures, accepted for publication by A&A