形成中电流片的等离子体团不稳定性
高能天体物理现象
2017-11-30 v1 宇宙学与河外天体物理
太阳与恒星天体物理
等离子体物理
空间物理
摘要
等离子体团不稳定性彻底改变了我们对天体物理环境中磁重联的理解。通过阻止高度拉长的重联层的形成,它对于实现许多天体物理现象特征的快速能量转换速率至关重要。以往大多数研究集中于 Sweet-Parker 电流片,然而在典型天体物理系统中无法达到此类电流片。在此,我们推导了随时间演化的电阻性和粘阻性电流片中等离子体团不稳定性的一般标度律。我们的方法依赖于最小时间原理,该原理使我们能够确定在线性阶段结束时重联电流片(长宽比和经过时间)以及等离子体团不稳定性(增长率、波数、内层宽度)的属性。此阶段后,重联电流片被破坏,可发生快速重联。等离子体团不稳定性的标度律并非简单的幂律,而是依赖于 Lundquist 数()、磁普朗特数()、系统噪声()、电流片演化的特征速率()以及变薄过程。我们还证明先前的标度律不适用于绝大多数天体物理系统。我们探讨了新标度关系在诸如日冕和星际介质等天体物理系统中的含义。在这两个系统中,我们表明我们的标度律给出的增长率、波数和长宽比值远小于基于 Sweet-Parker 的标度律。
引用
@article{arxiv.1707.01862,
title = {Plasmoid Instability in Forming Current Sheets},
author = {Luca Comisso and Manasvi Lingam and Yi-Min Huang and Amitava Bhattacharjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.01862},
year = {2017}
}
备注
20 pages; Comments Welcome