星系团中电子与离子间存在动量与能量交换的电磁热不稳定性

本文研究了电子-离子磁化等离子体中的热不稳定性，该等离子体与星系团的星系内介质 (IGM)、日冕及其他双分量等离子体对象相关。我们采用了多分量等离子体方法，其中各组分的动力学通过电场扰动被分别考虑。本文获得的动力学变量的一般表达式也可广泛应用于包含中性粒子和尘埃颗粒的各种天体物理和实验室等离子体。我们假设电子和离子的背景温度不同，并在电子和离子的热方程中包含能量交换，同时在运动方程中包含碰撞动量交换。我们考虑了碰撞频率对密度和温度扰动的依赖关系。电子和离子均采用了冷却-加热函数。在快声速极限下研究了热不稳定性的凝聚模。推导了包含不同电子和离子冷却-加热函数以及上述其他效应的新色散关系，并求得了其在极限情况下增长率的简单解。我们证明了扰动具有电磁性质。论证了在快声速极限下沿背景磁场方向的电场扰动起关键作用。我们发现在所考虑的条件下，凝聚必须沿磁场发生，而横向尺度既可以大于也可以小于纵向尺度。所得结果可用于解释天体物理对象中致密冷区的观测。