天体物理等离子体湍流中电流片的动力学生成

湍流深刻影响许多天体物理等离子体环境中的粒子传输和等离子体加热，从星系团到日冕和太阳风，再到地球磁层。流体和动力学模拟普遍在小尺度上生成电流片形式的相干结构，这些电流片的位置似乎与湍流能量耗散率的增强相关。因此，阐明这些电流片的起源和性质对于识别耗散的主导物理机制至关重要，这是等离子体湍流研究前沿的主要目标。这里我们通过非线性回旋动力学模拟提供了证据，表明反向传播的阿尔芬波之间的强非线性相互作用，即强阿尔芬波碰撞，是等离子体湍流中电流片生成的自然机制。此外，我们从概念上解释了这种电流片的发展，将其归因于阿尔芬波碰撞的非线性动力学，表明这些电流片是通过初始阿尔芬波和非线性生成模式之间的相长干涉形成的。强阿尔芬波碰撞生成的电流片的性质与地球磁鞘和太阳风中已发表的电流片观测结果进行了比较，这些电流片的性质表明，构成阿尔芬波的兰道阻尼在湍流生成电流片的阻尼中起主导作用。