日冕磁场的磁流体动力学动力学弛豫 II.二维磁 X 点
太阳与恒星天体物理
2013-09-13 v2
摘要
我们给出了一个有效的磁流体静力学平衡态,它由在有限等离子体压力下二维 X 点的塌缩所产生,其中电流密度并非像无力场解中那样简单地集中于一条无穷薄的一维电流片中。特别地,我们希望确定有限压力的电流片是否仍会涉及奇异电流,如果是,则该奇点的性质如何。我们使用一个完整的 MHD 程序,将电阻率设为零以禁止重联,运行了一系列实验:扰动一个 X 点,然后通过真实的粘性阻尼力使其弛豫到平衡态。我们系统地研究了扰动幅度和初始等离子体压力的大小变化。在实验中所得到的最终状态是一种"准静态"平衡,其中粘性弛豫已完全结束,但零点处的峰值电流密度在一种渐近规律下非常缓慢地增长,趋向于一个无穷时间的奇点。使用高网格分辨率使我们能够分辨出该状态下电流结构在宽度和长度上的细节。与众所周知的无压力研究相比,该系统并未演化为一薄电流片,而是将电流集中于零点及分隔线处。奇点的增长率被发现为 ,其中 。该增长率直接依赖于初始等离子体压力,并随压力的增大而减小。在本研究的最后,我们给出了在给定时刻下处于准静态非奇异平衡的系统的解析描述,其中在零点处已形成一个有限厚度的电流层。
引用
@article{arxiv.1110.5253,
title = {Magnetohydrodynamics dynamical relaxation of coronal magnetic fields. II. 2D magnetic X-points},
author = {Jorge Fuentes-Fernández and Clare E. Parnell and Alan W. Hood},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.5253},
year = {2013}
}