包含部分电离效应的数值模拟研究日珥中的瑞利 - 泰勒不稳定性

我们在非线性机制下研究了日珥 - 日冕过渡区的瑞利 - 泰勒不稳定性 (RTI)。我们的目的是理解日珥等离子体中中性原子的存在如何影响不稳定性增长率，以及湍流液滴的速度、磁场矢量和热力学参数的演化。我们使用包含广义欧姆定律的单流体磁流体动力学 (MHD) 方法，对由日冕 - 日珥界面的多模扰动引发的不稳定性进行了 2.5D 数值模拟。初始平衡构型是纯流体静力学的，包含一个均匀的水平磁场，该磁场与等离子体受扰动的方向形成一个角度。我们分析了两种不同磁场取向的模拟。对于每种磁场取向，我们比较了两次模拟：一次是纯 MHD 情况，另一次是在欧姆定律中包含双极扩散 (ambipolar diffusion) 的情况 (AD 情况)。除此之外，每种磁场取向的两次模拟完全相同。我们将不稳定性初始阶段的数值结果与解析线性计算进行了比较。我们发现，在 AD 情况下构型始终是不稳定的。非线性机制下小尺度模的增长率在 AD 情况下比纯 MHD 情况下高出多达 50%，且平均流速高出几个百分点。在不稳定性的所有阶段，都在日冕物质和日珥物质的界面处发现了显著的漂移动量，这是由中性分量相对于电离分量更快的向下运动产生的。理想情况与非理想情况之间气泡的温度差异也很显著，达到 30%。大型上升气泡与小尺度下行手指之间存在不对称性，这有利于在观测中检测到向上速度。