日冕磁场的磁流体动力学弛豫 I. 二维平行无扭曲磁场

背景。过去三十年间，大多数关于太阳环境中受应力磁场弛豫的研究仅考虑了洛伦兹力，忽略了等离子体贡献，因此将所有平衡态局限于无力场。目的。本文通过使用一个涉及对均匀磁场施加磁流体扰动的简单二维场景，开始研究有限 beta 等离子体的非电阻演化及其向磁流体静力学平衡态的弛豫，在该平衡态中磁力由等离子体压强梯度平衡。最终平衡态被预测为初始扰动的函数，旨在展示等离子体在弛豫过程中的变化，并观察其对最终平衡态的影响。方法。使用完整的 MHD 代码进行一系列数值实验，弛豫由粘性效应阻尼的磁声波驱动。数值结果与在线性区域内进行的解析计算进行比较，在线性区域内整个过程必须保持绝热。特别关注等离子体在弛豫过程中的热力学行为。结果。对最终非无力平衡态的解析预测仅取决于初始扰动和系统的总压强。发现这些预测即使在扰动幅度远超出线性区域时也出奇地吻合。结论。在弛豫实验中纳入有限等离子体 beta 的效应会导致与无力场情况的显著差异。