高β、哨声不稳定等离子体中的自抑制热传导
高能天体物理现象
2018-07-18 v3
摘要
在低碰撞率的高等离子体中，热流会触发哨声不稳定性。准线性理论预言该不稳定性会饱和于一种边际态，其特征是热流完全由电子在磁扰动上的散射所控制。这一边际热流不依赖于温度梯度，并按标度。我们通过对该不稳定性进行粒子在胞数值模拟，证实了这一理论预言。我们进一步计算了磁扰动的饱和水平以及电子散射率作为和温度梯度的函数，以确定其饱和机制为准线性。热流的抑制是由斜向哨声波引起的，其磁能密度分布在很宽的传播角范围内。这一结果可应用于高天体物理等离子体，例如星系团介质，其中沿磁力线在尖锐温度梯度处的热传导可被显著抑制。我们给出了相对于经典Spitzer值的热流抑制量作为温度梯度和函数的便捷表达式。对于湍流等离子体，镜像不稳定性的额外独立抑制能够在强温度梯度区域产生很大的总抑制因子（在星系团中可达数十倍）。
引用
@article{arxiv.1711.11462,
title = {Self-inhibiting thermal conduction in high-beta, whistler-unstable plasma},
author = {S. Komarov and A. Schekochihin and E. Churazov and A. Spitkovsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.11462},
year = {2018}
}
备注
accepted to JPP