速度剪切对双电流片系统的影响：爆发式重联与粒子加速
等离子体物理
2021-09-01 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
在二维电阻磁流体力学（MHD）框架下，研究了平行速度剪切对双电流片系统爆发阶段的影响。我们进一步探讨了该剪切对试探粒子加速的影响。对于所有亚阿尔文剪切，双电流片的总体演化模式在初始瞬态阶段、plasmoid 不稳定性 onset 及最终弛豫阶段方面相似。我们发现，若重联率在磁岛尺寸相当时测量，则重联率随剪切的理论标度成立。较低剪切下更大的磁岛宽度在爆发阶段极大地增强了重联率。我们进一步考察了存在剪切时加速粒子能谱的修正。我们的结果还表明，流动仅修改粒子能谱的高能尾，对幂律指数影响可忽略。单个粒子轨迹有助于探究与加速相关的各种机制。根据粒子位置，发现加速机制有所不同。我们强调了 inflow 以及大磁岛内 outflow 区域中对流电场在粒子加速中的重要性。发现粒子与大规模原初磁岛内重联喷流的相互作用和反射对粒子获能具有显著影响。
引用
@article{arxiv.2107.14241,
title = {Effects of a Velocity Shear on Double Current Sheet Systems: Explosive Reconnection and Particle Acceleration},
author = {Arghyadeep Paul and Bhargav Vaidya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.14241},
year = {2021}
}
备注
22 Pages, 14 Figures; The following article has been accepted by Physics of Plasmas (PoP). After it is published, it will be found at https://aip.scitation.org/journal/php