动力学尺度下磁零点处的能量耗散
地球与行星天体物理
2015-09-29 v1 太阳与恒星天体物理
等离子体物理
空间物理
摘要
我们使用动力学粒子模拟和磁流体动力学模拟，并辅以观测数据集，研究了空间等离子体中磁零点团簇内的磁重联。所研究的磁场位形由快速的绝热磁通量绳压缩驱动，耗散了近一半的初始磁场能量。在此阶段，强大的电流被激发，产生次级不稳定性，系统在几个离子回旋周期内进入“间歇湍流”状态。重联事件遍布整个模拟区域，能量耗散相当地充满体积。众多通过其脊线相互连接的螺旋零点形成嵌入磁通量绳的零点线；零点对展示了扭转脊线重联的特征。然而，能量耗散主要发生在由具有相反方向电流的相邻通量绳形成的剪切层中。在这些区域，径向零点对自发地出现和消失，并与电子流和小尺度电流片相关联。模拟中螺旋零点的数量比径向零点多 5 到 10 倍，这与地球磁鞘中的 Cluster 卫星观测结果一致。具有嵌入螺旋零点的扭曲磁场可能为未来的空间任务（如磁层多尺度任务）指示主要的能量耗散区域。
引用
@article{arxiv.1509.07961,
title = {Energy dissipation in magnetic null points at kinetic scales},
author = {Vyacheslav Olshevsky and Andrey Divin and Elin Eriksson and Stefano Markidis and Giovanni Lapenta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.07961},
year = {2015}
}