亚质子尺度等离子体湍流中的重联与电子温度各向异性
空间物理
2015-06-15 v2 等离子体物理
摘要
磁化等离子体在亚质子尺度上的湍流行为对于全面理解诸如太阳风等天体物理流的能量学至关重要。我们使用具有真实电子-质子质量比和模拟平面外导向场的二维粒子模拟（PIC）等离子体模拟，研究了亚质子尺度涨落湍流衰减中由重联引起的电子温度各向异性的形成。生成了直至电子回旋半径量级尺度的近似幂律形式的涨落功率谱。在复杂性逐渐松弛的动态磁场拓扑中，我们在 X 点场几何位置识别出了无碰撞重联的特征。重联位点通常与强平行电子温度各向异性区域相关联。与重联位点相连的磁力线的演化拓扑，允许在多个空间分离的重联区域加速的电子发生空间混合。这导致了具有强平行温度各向异性的多峰速度分布函数的形成。在支持适当波矢的三维系统中，多峰分布函数预计将对动力学不稳定性不稳定，从而促成耗散。所提出的各向异性形成机制也与受线性温度各向异性不稳定性阈值约束的等离子体演化的空间和天体物理系统相关。重联位点的存在导致电子能量增益、非局域速度空间混合以及强温度各向异性的形成；这是重联在湍流涨落耗散中发挥重要作用的证据。
引用
@article{arxiv.1304.1444,
title = {Reconnection and electron temperature anisotropy in sub-proton scale plasma turbulence},
author = {Christopher T. Haynes and David Burgess and Enrico Camporeale},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.1444},
year = {2015}
}
备注
27 pages, 14 figures. Accepted for publication in ApJ, Jan 3, 2014