重力平衡下承载电流暗条的失败抛射与振荡

在本研究中，我们考察了一个重力平衡模型中暗条失稳后的演化。我们采用了 Solov'ev (2010) 提出的暗条模型，其中稠密暗条通过暗条电流与其亚光球镜像之间的排斥力来抵抗重力。我们首先对该模型进行了解析研究。在数值研究方面，我们使用了一个二维磁流体动力学（MHD）模型，并利用 Lare2d 数值代码求解 MHD 方程组。结果：在该暗条模型中，我们推导出了电流密度、等离子体密度及其空间分布作为模型参数函数的解析表达式，并计算了总电流和暗条重量。对于数值模拟，我们构建了一个平衡暗条，其特征为磁场 $B_0$ = $10^{-3}$ T，质量密度 $\rho_0$ ~ 1.3 x $10^{-9}$ kg m$^{-3}$，温度 T ~ 13000 K。通过增加电流或降低暗条密度使系统失稳，并计算其演化过程。在两种失稳机制下，暗条均被抛射，然后在某一高度停止，随后回落，并以约 600 秒的周期重复此循环。最大暗条抛射速度分别约为 80 和 40 km $s^{-1}$。在被抛射的暗条下方形成了一个电流片，其中发生磁重联。我们确定了最大抛射高度作为失稳电流和暗条等离子体稀释度的函数。最后，我们将此 MHD 模型的结果与理想真空模型的结果进行了比较，并讨论了所有结果。