引导磁场对多尺度重联中等离子体团分布的影响
等离子体物理
2021-09-10 v1 高能天体物理现象
摘要
借助统计模型，研究了大等离子体中经历磁重联的高 Lundquist 数电流片里有限引导磁场对等离子体团分布的影响。等离子体团的合并被纳入考量：或假设引导磁场通量守恒，通常导致非无力化剖面；或假设磁螺度守恒并发生泰勒弛豫，将部分求和引导磁场通量转化为重联场通量以趋近最小能量态，从而产生无力化剖面。研究发现，以重联场通量表示的等离子体团分布遵循幂律，指数分别为 7/4 或 1，取决于合并频率是否独立于或依赖于其相对于出流速度的相对速度。该结果对无力化与非无力化模型大致相同，非无力化模型在相同速度依赖下呈现指数 2 与 1。以引导磁场通量表示的分布对非无力化模型给出指数 3/2，与速度依赖无关。这明显区别于无力化模型的指数 11/8 与 1（分别独立于和依赖于速度）。在低引导磁场通量处，无力化模型因非恒定通量增长率而呈现第二幂律指数 1/2。速度依赖的无力化模型预测产生略多快速运动的大引导磁场通量等离子体团，这得到具有强核场磁通绳观测证据的支持。讨论了经由费米过程的粒子加速之启示。
引用
@article{arxiv.2108.12676,
title = {Guide Field Effects on the Distribution of Plasmoids in Multiple Scale Reconnection},
author = {Stephen Majeski and Hantao Ji and Jonathan Jara-Almonte and Jongsoo Yoo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.12676},
year = {2021}
}