具有碰撞与辐射电离和复合的部分电离双流体激波——多层氢模型

已知爆发性能在暖等离子体环境中触发大量激波，包括太阳色球和分子云，其中介质由电离与中性组分构成。部分电离对激波行为具有决定性影响，因为离子与中性粒子局地退耦，使得激波内部可存在子结构。精确模拟部分电离激波需要审慎处理电离与中性组分及其相互作用。本文采用多层氢模型研究部分电离的关闭慢模激波，该模型包含碰撞与辐射电离及复合速率，并植入双流体（P\underline{I}P）代码中，研究典型于太阳色球的物理参数。由于碰撞电离过程中的宏观热能损失，多层氢模型与 MHD 解存在显著差异。特别地，激波后及有限宽度内的等离子体温度明显低于激波后 MHD 温度。此外，在中下色球层，激波的压缩比其单流体 MHD 对应体大得多。温度的降低与压缩的增强揭示了非平衡电离在部分电离介质激波热演化中的重要性。由于部分电离激波无法由 Rankine-Hugoniot 激波跳跃条件准确描述，用其推断低层大气激波性质可能不正确。