A comparative study of resistivity models for simulations of magnetic reconnection in the solar atmosphere. II. Plasmoid formation
本研究利用Bifrost代码开展二维冕区磁重联模拟,对比多种电阻率模型下等离子体团与伦德奎斯特数的关联,发现超扩散模型在低分辨率下可复现高分辨率均匀电阻率的等离子体团特征。
2024-01-02 astro-ph.SR
The effects of strong temperature anisotropy on the kinetic structure of collisionless slow shocks and reconnection exhausts. Part II: Theory
对无碰撞斜向传播慢激波的模拟表明,存在与临界温度各向异性相关的转变,即δ =1-μ_0(P_parallel-P_vertical)/ B^2 = 0.25(Liu,Drake and Swisdak(2011))。本文基于各向异性流体理论,特别是各向异性导数非线性薛定谔-伯格斯方程,提出了对这种现象的解释,并给出了下游逆流离子能量封闭的直观模型。0.25的各向异性值是重要的,因为它与慢模式和中间模式的简并点密切相关,并且对应于在复合慢激波(SS)/旋转不连续(RD)波内部发生的共面到非共面过渡的下限。这项工作意味着,它是一对复合SS/RD波约束流出的磁重联,而不是一对开关慢冲击Petschek的模型。这一事实可能解释了Petschek重连相关的关闭慢冲击的现场观测的罕见性。
2011-04-11 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Morphology and density of post-CME current sheets
日冕物质抛射(CME)的爆发拖曳并“打开”日冕磁场,可能导致大规模电流片的形成和磁重联的场弛豫。我们分析了在CME之后形成的射线状日冕特征的物理特征,以检查这种现象的解释是否与观测结果一致。这项研究的重点是测量射线宽度,密度过剩,和日冕速度场作为径向距离的函数。射线的形态表明,它们发生的后果Petschek的重联在大规模的电流片形成的CME的尾流。这一假设得到了流态的支持,流态通常沿着射线流出,有时也流入射线。推断的流入速度范围从3到30公里秒$^{-1}$,符合狭窄的开口角的射线,加起来几度。射线的密度比周围的日冕大一个数量级。密度过剩的测量结果进行了比较的分析模型中,Petschek的重联几何形状被应用到垂直电流片,考虑到降低的外部日冕密度和磁场与高度。模型结果与观测结果一致,揭示了射线中密度过剩的主要原因是重联流出将稠密等离子体从较低高度输送到较大高度。
2009-02-23 astro-ph.SR
Multi-hierarchy simulation of Riemann problem for reconnection exhausts
The University of Tokyo(东京大学)
本文通过多层级框架结合MHD与PIC模拟,研究再连接排气中的慢速激波形成与性质,发现即使在PIC域中抑制慢速激波形成,MHD域仍能形成接近开关极限的慢速激波,且该行为不受PIC域大小影响,进一步促进PIC域内等离子体各向同性。
2026-03-31 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Magnetic Reconnection in Non-Equilibrium Ionization Plasma
本文研究了日冕中含时电离和复合过程对磁重联的影响。在Petschek型稳态重联模型中,磁能量主要在慢模激波处转换。我们在磁重联结构中进行了含时电离计算。我们只计算了铁的瞬时电离,其他物种被假定为处于电离平衡。还计算了特定波长的线发射强度,以便与{ \it Hinode}或将来的其他观测结果进行比较。我们的发现如下:(1)在重联区铁主要处于非平衡电离状态;(2)用含时电离计算估算的线发射强度与电离平衡假设的结果有显著差异;(3)在电子密度小于$10^{10}$ cm $^{-3}$的情况下,含时电离的影响对电子密度敏感,(4)热传导效应减弱了含时电离效应;(5)即使考虑含时电离,辐射冷却效应也很小,可以忽略不计。
2011-08-25 astro-ph.SR
Reconnection outflow generated turbulence in the solar wind
Petschek型含时重联(TDR)和准定常重联(QSR)模型被用来研究太阳风中的重联外流结构和相关的局部湍流特征。我们发现,流出结构,如不连续,开尔文-亥姆霍兹(KH)不稳定的通量管或连续的空间填充流不能区分从一点风测量。在这两种模型中,重连流出都可以产生或多或少的空间扩展的湍流边界层(TBD)。详细研究了一个独特的扩展重联外流的结构。谱标度和破裂位置的分析表明,重联外流可以控制当地的场和等离子体条件,这可能有利于一个或另一个湍流耗散机制,其特征尺度和波数。
2014-11-28 astro-ph.SR physics.space-ph
Energy redistribution during 2D oscillatory reconnection
Northumbria University(诺森比亚大学);University of Exeter(埃克塞特大学);University of St Andrews(圣安德鲁斯大学);Butterfly Data(蝴蝶数据);Hawkins(霍金斯公司)
本研究通过二维磁零点振荡重联模拟,识别三类激波并测得峰值重联率约0.1,首次追踪能量转换路径,发现可压缩效应使动能与内能交换主导系统。
2026-09-18 astro-ph.SR
Magnetohydrodynamic structure of a plasmoid in fast reconnection in low-beta plasmas: Shock-shock interactions
用二维磁流体力学方法研究了低β等离子体中磁重联中等离子体团的激波结构。使用具有前所未有的分辨率的高精度代码,冲击,不连续性及其交叉点得到解决和澄清。接触不连续性源自三重激波的交叉点,将不同来源的流体分开。等离子体团内部的冲击钻石似乎使超音速流减速。新的冲击钻石和一个缓慢的膨胀风扇内发现Petschek流出。新的冲击钻石的充分条件和天体物理喷流的相关性进行了讨论。
2015-03-25 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Thermal-inertial effects on magnetic reconnection in relativistic pair plasmas
研究了考虑磁流体热性质和惯性性质的相对论对等离子体中的磁重联过程。我们发现,在Sweet-Parker和Petschek相对论的情况下,由于热惯性效应,都有一个增加的重联率,都满足因果关系。为了表征新的影响,我们定义了一个热惯性数,这是独立的相对论性的Lundquist数,这意味着重连可以实现,即使是消失的电阻率作为唯一的热惯性效应的结果。目前的模型对于相对论性无碰撞重联具有根本的重要性,因为它构成了获得重联速率的最简单的方法,比仅用电阻率获得的重联速率更快。
2014-07-07 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Fast magnetic reconnection in three dimensional MHD simulations
给出了三维周期盒中快速磁重联的一个构造性数值例子。重联是由一个强大的,本地化的扰动场线。该解决方案本质上是三维的,其总体属性不依赖于模拟的细节。磁能的$\sim 50%$在持续大约一个阿尔芬时间的事件中释放,但只有在延迟之后,在此期间,场线演变成临界配置。我们提出了一个物理图像的过程。重联区是动态的,相互作用的。在这些区域的共动坐标系中,重联通过类似X的点发生,类似于Petschek重联。这种动态似乎是由全球流动而不是地方进程驱动的。
2010-02-27 astro-ph.SR physics.comp-ph physics.flu-dyn
Fast Magnetic Reconnection induced by Resistivity Gradients in 2D Magnetohydrodynamics
利用二维磁流体动力学(MHD)模拟,我们发现在重联流出方向上利用简单的电阻率梯度可以诱导Petschek型磁重联,揭示了碰撞极限下稳定快速重联的关键因素.我们发现,扩散区自我调整其半长,以适应给定的电阻率梯度规模。感应重连x线和流动停滞点始终位于靠近较高电阻率端的电阻率转变区域内。通过该电阻率梯度打开一个排气装置将导致位于x线另一侧的另一排气装置在均匀电阻率区域内打开。潜在的应用,这种设置重新连接为基础的推进器和太阳针状体进行了讨论。在一组单独的数值实验中,我们探索了最大的合理重连率使用一个大的和空间局部的电阻率的权利,在x线。有趣的是,在x线处产生的电流密度显著下降,使得归一化重连率保持由值$\simeq 0.2$限制,与理论预测一致。
2021-12-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph
A reconnection-driven model of the hard X-ray loop-top source from flare 2004-Feb-26
2004年2月26日的一个紧凑的X级耀斑显示,在耀斑环的顶部有一个集中的硬X射线源。这在以前的工作中进行了分析(Longcope等人,2010年),并解释为等离子体加热和压缩的慢磁声冲击期间产生的磁通量的后重联回缩。这项工作使用了来自薄通量管模型的解析表达式,该模型忽略了许多潜在的重要因素,如热传导和色球蒸发。在这里,我们使用的TFT方程的数值解,以产生一个更全面和准确的模型相同的耀斑,包括那些以前忽略的影响。这些模拟证实了先前的假设,即慢模式冲击持续收缩结束后,从而产生一个紧凑的,环顶源,而不是一个细长的射流,稳定的重连模型预测。热传导导致密度高于分析估计的预测,蒸发使密度更高,但温度较低。X射线光变曲线和光谱是通过将单个TFT模拟的结果与通量重新连接的速率进行卷积来合成的,例如,通过耀斑带的运动来测量。这与RHESSI和GOES观察到的光变曲线以及RHESSI的光谱吻合得很好。由TFT模型运行的叠加产生的图像类似于由RHESSI观测产生的图像。这表明,HXR环顶源,至少是在这次耀斑中观察到的,可能是在像Petschek的快速重联模型中产生的慢磁声冲击的结果。
2016-10-25 astro-ph.SR
A Quantitative Model of Energy Release and Heating by Time-dependent, Localized Reconnection in a Flare with a Thermal Loop-top X-ray Source
本文给出了2004年2月26日耀斑磁能量储存和磁重联释放的定量模型。RHESSI和TRACE很好地观察到了这个耀斑,它只在短暂的早期阶段显示了非热电子的证据。在整个能量释放的主要阶段,耀斑环顶上有一个超热(T>30 MK)等离子体发射热韧致辐射。我们的模型描述了这样一个源的加热和压缩的本地化,瞬态磁重联。它是Petschek模型的三维推广,其中Alfven-speed收缩后的重连驱动平行于场线的超音速流入,形成激波加热,压缩和限制环顶等离子体塞。限制流入提供比类似尺寸和温度的自由膨胀或传导冷却等离子体更长的寿命。在电流片上叠加连续的局部重联的瞬时事件,产生了一个明显持久的局部高温发射源。源的温度在与观测一致的时间尺度上平稳地下降,远远长于单个塞子的冷却时间。从一个无序的收集小插头,源不需要有连贯的喷流结构预测的稳态重联模型。这个新的模式预测的温度和排放量与2004年2月26日的观测结果一致。此外,耀斑释放的总能量与模型预测的结果基本一致。在任何时候,只有一小部分释放的能量出现在超热源中,但大约四分之一的耀斑能量在耀斑过程中被重联激波热化。所有的能量都被认为最终出现在温度较低的T<20 MK的耀斑后环中。
2011-06-17 astro-ph.SR
Filament Eruption and Its Reformation Caused by Emerging Magnetic Flux
我们目前的观测喷发,然后改造的灯丝所造成的附近出现的磁通量。在出射磁通量的驱动下,出射的正磁通量向其附近的负磁通量移动并与之相抵消,在那里,暗条下方的暗条通道的负端和暗条上方的一束左偏日冕环被锚定。补充的非线性无力场外推,我们发现,日冕磁场线与暗条通道和新兴的磁场剪切磁力线组成。在暗条爆发之前,明确的观测证据表明,新兴的磁场和左斜日冕环之间发生了多重相互作用,这意味着一个系绳弱化的重连。具体来说,在系绳弱化重连的最后一幕中,形成了一个显著的S形结构,并与细丝一起被抬起。因此,我们推测,系绳弱化重连可能会破坏细丝系统的稳定,并引发其上升。随后,细丝和S形结构一起爆发并产生CME。在爆发之后,出现的磁场继续与剩余的暗条通道重新连接,导致暗条的重新形成。这一观测结果有力地支持了这样的观点,即出现的磁通量在触发暗条爆发中起着重要作用,并且暗条是通过出现的磁场与其附近的暗条通道之间的磁重联而重新形成的。
2019-03-04 astro-ph.SR
On the Rates of Steady, Quasi-steady and Impulsive Magnetic Reconnection
磁重联(MR)被认为是天体物理等离子体中粒子碰撞的主要来源。在过去,MR的分析通常假设静磁条件,即$\partial_t = 0$。我们表明,在Sweet-Parker-Petschek框架下,稳态是一个过度约束,是无法实现的。另一方面,定义为$\partial_t \mathbf{E} = 0$而不是$\partial_t \mathbf{B} \neq 0$或等价地$\partial_t\mathbf{j}\neq 0$的准稳态更好地描述了无湍流的MR的渐近行为。准稳态磁流变的磁流变率的上限是$\sim 1/3\sqrt{3} \sim 0.19$。该限值不适用于脉冲或湍流MR,其中包括$\partial_t\mathbf{B} \neq 0$和$\partial_t\mathbf{E} \neq 0$。在脉冲MR中,根据湍流的状态,速率可以高于或低于0.19。我们的结果可以解释太阳耀斑MR率观测的明显差异。该分析与质量比无关,因此结果适用于对等离子体。
2018-08-07 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Gyro-induced acceleration of magnetic reconnection
基于二维回旋流体模型,分析了强引导场作用下无碰撞高温等离子体中磁重联的线性和非线性演化。的重连不稳定的线性增长率进行了比较,在整个频谱的线性不稳定波数的分析计算。在强不稳定区(大“π”),重连不稳定性的非线性演化经历了两个明显的加速阶段,中间被一个瞬时增长率减小的失速阶段所分隔。第一加速阶段是由离子回旋导致的靠近X点的强电场的形成引起的,而第二加速阶段是由离子和电子温度效应导致的开放的Petschek状配置的发展驱动的。此外,最大的瞬时增长率被发现显着增加超过其线性值减少扩散层。这是一个结果的事实,即峰值瞬时增长率变得弱依赖于微观等离子体参数,如果扩散区的厚度是足够小于平衡磁场尺度长度。当满足这个条件时,峰值重连率渐近于一个常数值。
2013-09-06 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Direct Observations of Magnetic Reconnection in the Solar Wind Current Sheets near Mars
Boston University(波士顿大学);Institute for Advanced Study, Princeton(普林斯顿高等研究院);University of Iowa(爱荷华大学);Space Sciences Laboratory, University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校空间科学实验室);University of Toulouse(图卢兹大学);Kyoto University(京都大学);Laboratory for Atmospheric and Space Physics, University of Colorado, Boulder(科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室)
利用MAVEN数据首次直接观测到火星附近太阳风流片中的磁重联,发现Petschek型重联排气区,表明重联可显著拓宽流片。
2026-06-16 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
A comparative study of resistivity models for simulations of magnetic reconnection in the solar atmosphere
本文利用Bifrost代码比较了三种异常电阻率模型在太阳磁重联模拟中的表现,发现它们在二维日冕重联实验中的大尺度演化结果相似,而一维Harris电流片实验则需对扩散参数进行不同程度的重新校准。
2023-05-30 astro-ph.SR physics.space-ph
Magnetic Reconnection within the Boundary Layer of a Magnetic Cloud in the Solar Wind
行星际日冕物质抛射(ICME)产生的磁云(MC)前部或后部的扭曲局部磁场往往与周围行星际磁场(IMF)的方向几乎相反。也有观测证据表明,磁重联(MR)外流发生在边界层的MC。本文详细研究了2000年10月3日发生在MC西翼的一次MR事件。在详细的多点研究中仔细检查螺旋MC的大尺度几何形状和MR流出结构。ICME鞘为混合型增殖扩张鞘。这里,新重新连接的开放场线预计将在MC上缓慢滑动,同时导致等离子体混合。对于磁共振,对ACE-Geotail-WIND航天器之间的流片几何形状和流出通道的垂直运动进行了仔细的研究和测试。在磁共振方面的主要发现包括:(1)首次在入流区观测到非Petschek型慢激波间断,(2)观测到与洛伦兹力偏转的电子喷流有关的湍流霍尔磁场,(3)重联电场对质子的加速及其在慢激波间断处的后向散射,(4)在慢激波间断处观测到质子的后向散射。(4)在MC流入边界/分界线附近观察到相对论电子,这些电子可能是由于霍尔电流系统的静电势阱中的非绝热加速、梯度B漂移和通孔加速而出现的;(5)MC流入区的多普勒频移离子声波和朗缪尔波的观测。
2021-08-25 astro-ph.SR physics.space-ph
The structure of the magnetic reconnection exhaust boundary
采用基于各向异性磁流体动力学方程的粒子模拟和建模方法,研究了反平行场无碰撞重联过程中排气边界处形成的激波结构。大规模的PIC模拟的重联和同伴黎曼模拟的冲击发展表明,排气中的逆流离子产生的压力各向异性,防止经典的Petschek关闭慢冲击(SSS)的发展。激波结构的发展是由水龙带稳定性参数λ =1-μ_0(P_parallel-P_vertical)/ B^2通过它对中间波和慢波速度顺序的影响来控制的。这里P_parallel和P_vertical是平行于和垂直于局部磁场的压力。排气边界是由一系列的两个冲击和旋转波。第一个激波从上游的1 °到下游的0.25 °的平台。条件λ =0.25是特殊的,因为在这个值处,非线性慢波和中间波的速度是退化的。第二次慢激波使θ =0.25不变,但进一步减小了重连磁场的幅度。最后,在排气的核心处,电子密度进一步下降,并且通过重连场旋转到平面外的方向来完成过渡。排气的加速发生在两个慢冲击之间,但不是在最后的旋转期间。结果是流出速度低于基于渐近磁场的Walen条件的预期。一个简单的解析表达式给出的临界值内的排气SSSs不再约束的重联流出。
2011-11-30 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Density Enhancements and Voids following Patchy Reconnection
我们表明,通过一个简单的补丁重连模型,收回重连通量管可能会出现细长的区域相对缺乏等离子体,以及持久的,密集的中心热区域。假设重新连接发生在具有偏斜磁场的Syrovatskií(非均匀)电流片(CS)上的小块中。背景磁压在CS平面中心处最大,向边缘逐渐减小。重连贴片产生两个V形重连管,由于磁张力,它们在相反方向缩回时缩短。其中一个向上移动到CS的顶部边缘,另一个向下移动到底层拱廊的顶部。旋转不连续性(RD)沿管腿传播,并产生平行的超音速流,在管的中心碰撞。在那里,压缩和加热等离子体的气体动力学冲击向外发射。下降管移动通过CS的底部,在那里它响应于背景磁压力而横向膨胀。该效应可使等离子体密度降低背景水平的30%至50%。这条管子将到达拱廊的顶部,这将使它减速到一个停止。在这里,垂直动力学停止了,但平行动力学继续沿着它的腿; RD关闭,气体稀薄到更低的密度。热的震后区域继续发展,决定了拱廊顶部的一个长期持续的热区域。我们提供了一个观测方法的基础上,总排放量的措施和平均温度,这表明在CS管已重新连接。
2011-02-03 astro-ph.SR
Characterising Solar Magnetic Reconnection in Confined and Eruptive Flares
本研究针对以往耀斑样本偏向低级别的问题,选取33个M5至X5级耀斑分析,发现约束型耀斑的级别与持续时间、磁重联通量的相关性均显著高于爆发型耀斑,证实平衡样本量对定量比较的重要性。
2023-12-20 astro-ph.SR
Shocks and Thermal Conduction Fronts in Retracting Reconnected Flux Tubes
我们提出了一个模型的等离子体加热产生的时间依赖性,空间局部重联内的耀斑电流片分离歪斜的磁场。重联产生了新的连通性的通量管,这些通量管随后以阿尔夫维尼奇的速度从重联点缩回。加热发生在这些管内发展的气体动力冲击中。在这里,我们提出了广义薄通量管方程的动力学重新连接的通量管,包括压力驱动的并行动力学以及温度相关的,各向异性的粘度和热导率。在日冕条件下,通过对这些方程的数值解,研究了埋在均匀、倾斜磁场中的磁管在补丁重联后的演化。即使在安静的日冕中,粘性和导热性可以忽略不计,但在重新连接的通量管中压缩等离子体所产生的强烈气体动力学冲击会沿管产生大的速度和温度梯度,从而使扩散过程占主导地位。它们决定了冲击波的厚度,使其发展到一个稳定的状态值,尽管在耀斑所涉及的短时间内可能达不到这个条件。对于实际的日冕参数,这种稳态激波厚度可能与整个通量管一样长。对于在低普朗特数下的强烈激波,典型的日冕,气体动力学激波包括一个等温的子激波,所有的压缩和冷却发生,之前是一个热锋,温度升高,大部分的加热发生。我们估计每个子区域的长度和它们的传播速度。
2010-06-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Global Energetics of Solar Flares. XII. Energy Scaling Laws
在这项研究中,我们测试了5个物理标度定律的30个变体,这些定律描述了太阳耀斑的不同方面。我们用磁势场能量$E_p$、平均势场强度$B_p$、自由能$E_{free}$、耗散磁耀斑能量$E_{diss}$、平均环长尺度$L$、平均螺旋扭曲通量管半径$R$、黑子半径$r$、辐射测量加权耀斑温度$T_w$、电子密度$n_e$、和总排放量$EM$,从$\lapprox 400$ GOES M级和X级耀斑事件的数据集测量。这5类物理标度律包括(i)位场能量标度律、(ii)螺旋扭曲标度律、(iii)Petschek型磁重联标度律、(iv)Rosner-Tucker-Vaiana标度律和(v)Shibata-Yokoyama标度律。我们需要两个条件来测试这些理论标度律与观测参数的自洽性:观测和理论预测标度律之间的交叉相关系数CCC $>$ 0.5,以及斜率为$α\approx 1$的线性回归拟合。在这两个判据下,我们发现30个标度律变量中有10个与观测数据一致,这有力地证实了所测试的耀斑标度律的存在性和有效性。
2020-09-15 astro-ph.SR
Asymmetric Magnetic Reconnection in Solar Flare and Coronal Mass Ejection Current Sheets
我们提出了二维电阻磁流体动力学模拟的线束缚非对称磁重联的背景下,太阳耀斑和日冕物质抛射电流片。重联过程是不对称的沿流入方向,通过允许初始上游磁场强度和密度不同,并沿流出方向放置的初始扰动附近的导电壁边界,代表光球。当上游的磁场是不对称的,耀斑后的环结构被扭曲成一个特征歪斜的蜡烛火焰形状。因此,模拟可以用来提供约束后耀斑环的重联不对称性。预计在弱磁场一侧的足点处会发生更多的硬X射线发射,因为高能粒子在那里比在强磁场足点处更有可能逃离磁镜。弱磁场侧的足点预计移动得更快,因为在两个维度上的要求是,必须从每个上游区域重新连接等量的通量。在所有具有非对称流出的模拟中,X线远离导电壁漂移,并且在具有非对称流入的大多数模拟期间,X线漂移到强磁场区域中。流入和流出方向的X线上均存在净血浆流。重联排气直接远离阻塞壁是显着快于排气直接对it.The不对称的流入条件允许净涡在上升流出等离子体团,这将出现作为围绕磁通绳轴的滚动运动。
2012-04-02 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Numerical experiments on the detailed energy conversion and spectrum studies in a corona current sheet
本文用2.5维MHD数值模拟方法研究了电晕电流片中的能量转换和能谱。数值结果表明,在磁场重联过程中,等离子体团不稳定性介导的慢模激波形成了许多类Petschek精细结构。终止激波也可以形成在主磁岛上方和次磁岛的头部。这些冲击在电晕电流片中产生热能方面起着重要作用。对于初始条件接近日冕环境的数值模拟,在次级岛出现之前,产生的热能与总耗散磁能的比率约为$1/5$。在二次岛出现后,产生的热能开始急剧增加,并且该比率可以达到约$3/5$的值。在具有相对较低的等离子体密度和等离子体$β$的环境中,等离子体可以被加热到高得多的温度。次级岛出现后,沿电流片的一维能谱不再遵循简单的幂律,能谱指数随波数的增加而增加。沿电流片的磁能谱的平均谱指数约为$1.8$。二维谱图直观地表明,次级岛出现后,部分高能级联到大的$kx$和$ky$空间.从数值模拟计算的等离子体团分布函数表现为幂律接近$f(ψ) \sim ψ^{-1}$在中间$ψ$制度。用$η_{eff} = v_{inflow}\cdot L$估算出有效磁扩散率约为$10^{11}\sim10^{12}$ ~ $^2$ \,s $^{-1}$。
2015-12-25 astro-ph.SR
Resistively-limited current sheet implosions in planar anti-parallel (1D) and null-point containing (2D) magnetic field geometries
电流片的内爆形成是一个基本的等离子体过程。以前的研究主要集中在早期的演变,而在这里,我们的主要目标是探索长期的演变,这可能是决定能量释放效率的关键。为了解决这个问题,我们调查两个密切相关的问题,即:(i)1D,捏反平行磁场和(ii)2D,零点包含的领域是局部不平衡的(“零崩溃”或“X点崩溃”)。在电阻MHD的框架内,我们模拟了完整的非线性演化通过三个不同的阶段:初始内爆,其最终停止机制,和随后的演变后停止。在一个参数的研究中,我们发现缩放与电阻率的电流片性能在停止时间是在良好的协议-在两个几何形状-从一个已知的一维相似性解决方案推断。我们发现,突然欧姆加热的电流片内的致密等离子体,这提供了一个压力梯度足以反对进一步崩溃和减速的收敛流达到扩散尺度后,迅速停止的内爆发生。这种反压力增长到超过力平衡所需的压力,因此内爆后的演化的特征是电流片向外“反弹”的后果。这些是:(i)发射传播快速MHD波(冲击)向外和(ii)电流片本身的宽度方向的扩展。只有在2D情况下才观察到膨胀失速,在这种情况下,通过重连射流中的流出来缓解压力。在2D的情况下,我们量化的最大量的电流片膨胀,因为它与电阻率的比例,并分析的结构的重连区域,形成后膨胀,充满了Petschek型的慢冲击和快速终止冲击。
2018-07-11 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph