等离子体束相-重联与分形重联
天体物理学
2015-06-24 v1
摘要
作为理解太阳闪电中快速重联基本机制的关键，提出并考察了等离子体束相-重联与分形重联。我们首先简要总结最近的太阳观测，这些观测提供了等离子体束相（磁量子）喷发在能量释放中所起作用的线索。随后我们讨论等离子体束相-重联模型，这是经典双ribbon闪电模型（即CSHKP模型）的延伸。该新模型的关键要素是等离子体束相的形成与喷出，这在磁能的储存（通过抑制重联）以及重联区域强制性流入方面发挥着关键作用。通过一个简单的解析模型，我们显示等离子体束相的喷出与加速与重联过程紧密耦合，导致整个动力学的非线性不稳定，从而唯一确定宏观重联速率。随后我们指出，电流薄片倾向于通过以下过程路径形成分形结构：撕裂、薄片压缩、Sweet-Parker薄片、二次撕裂、进一步薄片压缩……这些过程在更小的尺度上反复发生，直到到达微观等离子体尺度（即离子洛尔半径或离子惯性长度），此时可发生异常电阻率或无碰撞重联。最终，电流薄片形成分形结构，包含许多不同尺寸的等离子体束相（磁岛）。当这些等离子体束相从电流薄片中被喷出时，在高度时间依赖的条件下，多个尺度上发生快速重联。最后，基于上述等离子体束相-重联模型，提出了在分形电流薄片中描述太阳 corona 中快速重联的场景.
引用
@article{arxiv.astro-ph/0101008,
title = {Plasmoid-Induced-Reconnection and Fractal Reconnection},
author = {Kazunari Shibata and Syuniti Tanuma},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0101008},
year = {2015}
}
备注
9 pages, 11 figures, with using eps.sty; Earth, Planets and Space in press; ps-file is also available at http://stesun8.stelab.nagoya-u.ac.jp/~tanuma/study/shibata2001/