动力学天体等离子体湍流中的长期稳态

经典流体湍流以持久结构特征为标志，这些结构从混沌的景观中涌现。我们通过使用二维空间维度的高分辨率直接数值模拟，研究了完全动力学天体等离子体湍流中的类似过程。我们观察到形成具有宏观磁化主导力自由状态典型轮廓的长期存活涡旋。灵感来自Harris夹紧模型用于描述非均匀平衡，我们在以代表性涡旋为中心的圆柱坐标系中，构建了一个从显式粒子速度分布函数出发的自洽动力学模型。这些新的平衡态可简化为修改力自由状态的Gold-Hoyle解。湍流由长期存活的结构所主导，伴随其中发生的瞬态，其中这些涡旋合并并以自相似方式形成新的 metastable 稳态。该过程对于理解从巨型坍星附近等离子体体块的形成到日球层中有序结构的出现等各种天体现象具有相关性。