重评估均匀等离子体中的热不稳定性：对不稳定域的扩展分析
太阳与恒星天体物理
2026-03-03 v2
摘要
热不稳定性在天体物理等离子体的动力学中发挥着关键作用。本研究基于 G. B. Field (1965) 的 foundational work 以及 T. Waters & D. Proga (2019) 的后续分析，重新考察了均匀非磁性介质中的热不稳定性。旨在重新评估并拓展对不稳定域的理解，聚焦于在有加热、辐射冷却和热导的条件下，热力学和声模式的分类及特征。除非使用 Spitzer 对平行热导数的表达式，否则加热和冷却过程未指定。此外，我们研究了在极短波长、极长波长以及中间波长范围内，等压和等容热模式的存在性；我们解决了关于纯亚热力学扰动是否存在的常见误解。我们还对无限均匀流体介质的色散关系进行深入分析，即 G. B. Field (1965) 所推导的版本。这使得能够生成增长率和色散图，为不同波长范围内的热不稳定性提供洞察。随着热导数的加入，本研究细化了 T. Waters & D. Proga (2019) 先前所述不稳定区域的分类。我们的发现确认，当 Field 长度小于或可比热波长时，他们的分类成立。对于更大的 Field 长度，简化的分类变得不可行。此外，我们讨论了灾难性冷却不稳定性 (T. Waters & A. Stricklan 2025) 在角质雨形成中的潜在影响。
引用
@article{arxiv.2602.10902,
title = {Reevaluating thermal instability in a uniform plasma: an extended analysis of instability domains},
author = {Varsha Felsy and Ramon Oliver and Jaume Terradas and Amanda Stricklan and Timothy Waters and James A. Klimchuk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.10902},
year = {2026}
}
备注
20 pages, 11 figures, submitted to ApJ on 01/03/2026, movie available on request([email protected])