各向异性热传导、宇宙线及任意磁场强度下的帕克/浮力不稳定性
天体物理学
2008-12-18 v1
摘要
我们报告了含宇宙线的磁化、引力分层等离子体的局部稳定性分析结果。我们考虑了平行于磁场的宇宙线扩散和热传导，并允许β取任意值，其中p是等离子体压力，B是磁场强度。我们取引力加速度沿-z方向，平衡磁场沿y方向，并推导了在|k_x|大极限下小振幅不稳定性和波的色散关系。我们使用Routh-Hurwitz准则解析证明，在该极限下稳定的充要条件是n k_B dT/dz + dp_cr/dz + (1/8π)dB^2/dz > 0，其中T是温度，n是热粒子数密度，p_cr是宇宙线压力。我们给出了低扩散和高扩散极限下简正模的近似解析解，表明它们与导出的稳定性判据一致，并将其与从完整、未近似的色散关系获得的数值结果进行比较。我们的结果将先前对星系团等离子体中浮力不稳定性的分析扩展到了β ≤ 1的区间。我们的结果还将先前对帕克不稳定性的分析扩展到了考虑各向异性热传导的情况，并表明星际介质对帕克不稳定性比先前将热等离子体视为绝热的研究所预测的更加不稳定。
引用
@article{arxiv.0809.0718,
title = {Parker/buoyancy instabilities with anisotropic thermal conduction, cosmic rays, and arbitrary magnetic field strength},
author = {Timothy J. Dennis and Benjamin D. G. Chandran},
journal= {arXiv preprint arXiv:0809.0718},
year = {2008}
}
备注
36 pages, 2 figures, Accepted for publication in ApJ