碰撞磁流绳中的等离子体能量增益
太阳与恒星天体物理
2018-10-31 v1 等离子体物理
空间物理
摘要
磁流绳在整个日球层中普遍被观测到,近期研究表明相互作用的磁流绳与某些高能粒子事件相关。本工作中,我们开展二维粒子在胞(PIC)模拟,研究两个磁流绳(或磁岛)的合并及随后的等离子体能量增益过程。模拟初始化于嵌入在重联电流片中的两个磁岛。两个岛发生碰撞并最终合并为单一岛屿。在此过程中,随着磁能释放并转化为等离子体能量,粒子被加速,包括由理想电场引起的整体动能增加,以及由流体压缩和非理想电场引起的热能增加。我们发现这些不同能量增益机制的贡献都重要且彼此相当。流体剪切和非回旋压力张量也促进了能量转换过程。对于盒尺寸范围从 –、离子-电子质量比 、100 和 400 的不同模拟,我们发现所有运行的演化在定性上相同,且能量增益仅弱依赖于系统尺寸或质量比。结果有助于理解太阳与日球层环境中的等离子体能量增益。
引用
@article{arxiv.1809.08357,
title = {Plasma Energization in Colliding Magnetic Flux Ropes},
author = {Senbei Du and Fan Guo and Gary P. Zank and Xiaocan Li and Adam Stanier},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.08357},
year = {2018}
}