中文

磁绳爆发的判据:非平衡态与环向不稳定性

太阳与恒星天体物理 2015-05-19 v1

摘要

活动区的日冕磁场位形通常在数天内缓慢演化,随后突然爆发并引发日冕物质抛射(CME)。爆发的确切起源仍有争议。在多种机制中,有观点认为平衡态丧失或理想磁流体动力学(MHD)不稳定性(如环向不稳定性)可能是突然爆发的原因。针对具有圆对称或平移对称的极限情况,也提出了不同的处理方法。我们重新审视了先前的理论方法,并将其置于同一分析框架中。日冕场由非中和电流通道对背景磁场的贡献叠加而成,在我们的模型中,背景磁场是由两个光斑磁通量集中区产生的势场。短阿尔芬时间尺度上的演化由理想MHD控制。我们首先从解析上证明,平衡态丧失与稳定性分析是同一物理机制的两种不同视角。其次,我们确认,圆形和直线形电流通道的不稳定性涉及相同的物理机制。实际上,它们只是更一般电流路径的两个特定极限情况。当电流通道位于足够大的日冕高度h处,使得势场的衰减指数(d ln |Bp|) / (d ln h)大于临界值时,磁位形会出现全局不稳定性。在电流通道极薄的极限下,先前的分析发现圆形和直线形电流通道的临界衰减指数分别为1.5和1。然而,考虑到电流通道在日冕中是可变形且具有一定厚度的,我们证明,对于圆形和直线形电流通道,该临界指数具有相近的值,通常在[1.1, 1.3]范围内。

关键词

引用

@article{arxiv.1006.1785,
  title  = {Criteria for Flux Rope Eruption: Non Equilibrium versus Torus Instability},
  author = {P. Demoulin and G. Aulanier},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1006.1785},
  year   = {2015}
}

备注

12 pages, 4 figures