弱磁化电子-离子等离子体中的非相对论无碰撞激波：垂直激波的二维粒子模拟

我们进行了二维粒子模拟，以研究磁化参数为$6 \times 10^{-5}$（相当于高Alfvén马赫数$M_A \approx 130$）的弱磁化垂直激波。结果表明，由于离子束-Weibel不稳定性（或离子丝化不稳定性），激波脚区形成了电流丝，并在那里产生了强磁场。在下游区域，这些电流丝还产生了一个缠结磁场，其强度通常比上游磁场强15倍。下游区域电子和离子的热能未达到均分，其温度比为$T_e / T_i \sim 0.3 - 0.4$。在我们的模拟中未观察到有效的电子加速，尽管一部分离子在激波反射时略有加速。模拟结果与Rankine-Hugoniot关系吻合得很好。还表明，电子和离子在脚区分别通过Buneman不稳定性（对电子）和离子声不稳定性（对电子和离子）被加热。然而，由于反射离子的温度相对较高，Buneman不稳定性的增长率显著降低。出于同样的原因，离子-离子流不稳定性在脚区没有增长。