太阳大气中的非理想有限拉莫尔半径效应
太阳与恒星天体物理
2022-04-14 v1
摘要
部分电离太阳大气的动力学由占主导的中性氢原子与带电离子之间频繁的碰撞和电荷交换所控制。在信号频率低于或约等于碰撞频率或电荷交换频率时,磁应力被带电与中性粒子同时“感知”。由此产生的离子中性质量负载导致有效离子回旋频率的重新标度——它变为霍尔频率,且所得有效拉莫尔半径达到数公里量级。因此,表现为离子与中性压强应力张量的有限拉莫尔半径(FLR)效应在宏观尺度上起作用。尽管平行与垂直于磁场的粘性动量输运在光球-色球中与欧姆扩散和霍尔扩散相竞争,回转粘滞效应仅在色球与日冕之间的过渡区变得重要,在此它与双极扩散竞争。回转粘滞效应主导介质中的波传播依赖于等离子体(热能与磁能之比)。自由能的丰富使回转波不稳定,其起振条件与霍尔不稳定性恰好相反。然而,最大增长率与霍尔不稳定性相同。对于~0.1 的流梯度,不稳定性增长时间为一分钟。因此,过渡区可能遭受这一快速增长的回转粘滞不稳定性。
引用
@article{arxiv.2204.06232,
title = {The non-ideal finite Larmor radius effect in the solar atmosphere},
author = {B. P. Pandey and Mark Wardle},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.06232},
year = {2022}
}
备注
17 pages, 12 figures, MNRAS (in press)