湍流与火舌不稳定性之争：三维混合膨胀盒模拟
空间物理
2019-10-10 v1 太阳与恒星天体物理
等离子体物理
摘要
利用三维(3-D)混合膨胀盒模拟，研究了缓慢膨胀等离子体中衰减等离子体湍流与质子火舌不稳定性之间的关系。我们施加沿径向的初始背景磁场，并以零交叉螺旋度的各向同性大尺度、线偏振、随机相位阿尔文涨落谱开始。湍流级联迅速发展并导致微弱的质子加热，不足以克服膨胀驱动的垂直冷却。等离子体系统最终驱动平行与倾斜火舌不稳定性，产生准单色波包，降低了质子温度各向异性。火舌波活动振幅较低，其波矢相对于背景磁场在湍流级联主导区域之外呈准平行/倾斜方向，并且仅在沿准平行/倾斜于背景磁场方向提取的一维功率谱中可辨别；在准垂直角度下，波活动被湍流背景掩盖。这些波部分被质子重新吸收，部分耦合并参与湍流级联。它们的存在降低了峰度(间歇性的度量)和香农熵，但增加了磁涨落的 Jensen-Shannon 复杂度；这些变化微弱且相对于背景磁场各向异性，尚不清楚是否可用于间接辨别不稳定性驱动波的存在。
引用
@article{arxiv.1908.07760,
title = {Turbulence vs. fire hose instabilities: 3-D hybrid expanding box simulations},
author = {P. Hellinger and L. Matteini and S. Landi and L. Franci and A. Verdini and E. Papini},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.07760},
year = {2019}
}
备注
12 pages, 10 figures