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无碰撞等离子体中磁旋转不稳定性的剪切盒模拟

天体物理学 2009-11-13 v2 等离子体物理 空间物理

摘要

我们描述了在无碰撞等离子体中由磁旋转不稳定性(MRI)驱动的湍流的局部剪切盒模拟。无碰撞效应可能在辐射低效的吸积流中很重要,例如银河系中心黑洞附近。我们将ZEUS的MHD版本修改为演化各向异性压力张量。使用流体闭合近似来计算沿磁力线的热传导。各向异性压力张量为吸积流中的角动量输运提供了一种定性的新机制(除了麦克斯韦应力和雷诺应力)。我们估计了由动力学不稳定性引起的俯仰角散射对压力各向异性的限制。这种不稳定性在无碰撞等离子体中提供了有效的“碰撞”率,并导致更类似MHD的动力学。我们发现,在无碰撞等离子体中,MRI导致磁场有效增长,饱和振幅与MHD中的相当。在饱和状态下,各向异性应力与麦克斯韦应力相当,这意味着在无碰撞等离子体中,角动量输运率可能会适度增强。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/0508502,
  title  = {Shearing Box Simulations of the MRI in a Collisionless Plasma},
  author = {Prateek Sharma and Gregory W. Hammett and Eliot Quataert and James M. Stone},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0508502},
  year   = {2009}
}

备注

20 pages, 9 figures, submitted to ApJ