MHS 平衡中分隔线电流层的性质 I. 平行于分隔线的电流

分隔线 (Separators) 在许多方面是二维零点的三维等效物，是磁重联的重要场所。磁重联发生在具有极短长度尺度的强电流层中。本工作的目的是探索分隔线周围电流层的性质。分隔线是一条特殊的磁力线，位于两个分隔面 (separatrix surfaces) 的交线上，并构成四个拓扑不同磁通域之间的边界。特别是，本文研究了连接两个三维零点并沿其分隔面交线分布的分隔线周围的电流层。我们考虑了一种磁构型，其中单个分隔线嵌入在具有平行于分隔线的均匀电流的均匀等离子体中。这种初始非平衡磁构型以无电阻方式弛豫形成平衡态。弛豫过程使用电阻设为零的三维 MHD 代码 Lare3d 实现。我们进行了一系列具有不同初始电流的实验，以研究最终（准）平衡态中存在的电流层特征。在每次实验中，分隔线发生坍缩并沿其形成电流层。电流层的尺寸和强度随初始电流的增加而增大。研究发现，由平行于分隔线的电流形成的分隔线电流层是扭曲的。此外，分隔线的坍缩是一个类似无限时间奇点的演化过程，其中层的长度、宽度和峰值电流缓慢增长，而电流层的深度减小。