强引导场下电子-only磁重联中的各向异性加热与平行热通量
等离子体物理
2025-07-23 v2 地球与行星天体物理
空间物理
摘要
电子-only重联是最近在地球磁鞘中观测到的一种过程,其中磁重联发生在电子动力学尺度上,且仅涉及电子。电子-only重联可能对动力学尺度上湍流级联的能量转换和耗散产生显著影响。本文通过二维全动力学粒子网格(PIC)模拟,研究了不同强度强引导场下的电子-only重联,重点关注电子加热。模拟在具有不同强度强引导场的无力电流片平衡下初始化。发现随着引导场的增强,面外磁场的四极结构和密度的非对称结构在空间上变得更窄。电子速度远大于离子速度,且两种粒子的运动都受到引导场强度的显著影响。与先前的实验研究类似,观察到沿分离线的电子温度各向异性,这主要是由平行温度的变化引起的。随着引导场的增强,沿分离线的各向异性区域以及平行温度升高/降低区域都变得更薄。此外,我们发现随着引导场的增强,温度各向异性和平行温度的结构从四极转变为六极,再转变为八极。在三个模拟中,不同位置观测到了非麦克斯韦电子速度分布函数(EVDFs)。我们的结果表明,平行电子速度随不同引导场强度显著变化,并观测到了强的平行电子热通量。
引用
@article{arxiv.2406.10731,
title = {Anisotropic Heating and Parallel Heat Flux in Electron-only Magnetic Reconnection with Intense Guide Fields},
author = {Jincai Ren and Giuseppe Arrò and Maria Elena Innocenti and Giovanni Lapenta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.10731},
year = {2025}
}