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“理想”不稳定电流片与快速磁重联的触发

太阳与恒星天体物理 2017-01-04 v2 等离子体物理

摘要

磁重联被认为是空间和实验室中观测到的许多爆发现象背后的动力学机制,尽管快速磁重联是如何在如此高伦德奎斯特(SS)数等离子体中触发的问题一直难以捉摸。已经很好地确定,一旦达到动力学尺度,重联可以以比传统预测更快的时间尺度发展。也已表明,在电阻磁流体力学(MHD)框架内,对于足够薄的电流片,通过所谓的磁岛不稳定性(plasmoid instability)的 onset 实现快速重联。后者是在专门研究Sweet-Parker电流片(作为初始条件或非线性研究中出现的瞬态)中被发现的。另一方面,快速撕裂不稳定性可以在理想的、即与SS无关的时间尺度(被称为“理想”撕裂)上生长在纵横比随宏观伦德奎斯特数按 L/aS1/3L/a\sim S^{1/3} 缩放的电流片内——远小于Sweet-Parker片——这提出了一种在坍缩电流构型中接近快速重联启动的新途径。这里我们概述了我们所谓的电阻MHD中的“理想”撕裂,并讨论如何将同样的推理扩展到其他常用的包含电子惯性和动力学效应的等离子体模型。然后我们讨论通过坍缩电流片实现“理想”快速重联的情景,并描述一个用于解释二维中“理想”不稳定电流片非线性演化的定量模型。

关键词

引用

@article{arxiv.1608.05066,
  title  = {"Ideally" unstable current sheets and the triggering of fast magnetic reconnection},
  author = {Anna Tenerani and Marco Velli and Fulvia Pucci and Simone Landi and Antonio Franco Rappazzo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1608.05066},
  year   = {2017}
}

备注

Accepted for publication in JPP. Date of first submission: December 12, 2015