Impact of observational uncertainties on universal scaling of MHD turbulence
标度指数是湍流理论的核心定量预测,高雷诺数太阳风流的现场卫星观测为这些理论提供了广泛的试验平台。我们提出了一个通用的,独立于仪器的方法来估计速度场波动的不确定性。我们得到的系统移位,这种不确定性引入到观察到的谱指数。这种移位对于正确解释观测到的标度指数是必不可少的。用磁流体动力学湍流的理论模型和数值模拟都足以解释在太阳风中观测到的Elsasser场谱特征之间的矛盾。
2011-10-31 astro-ph.SR
Legolas: a modern tool for magnetohydrodynamic spectroscopy
磁流体动力学(MHD)光谱学是许多天体物理学科的核心,从日震学到星震学,太阳日冕(环)地震学,到研究喷流、吸积盘或太阳/恒星大气中的波和不稳定性。磁流体动力学光谱量化所有线性(驻波或行波)波模式,包括过稳定(即增长)或阻尼模式,对于一个给定的配置,实现力和热力学平衡。在这里,我们提出了Legolas,一种新颖的,开源的数值代码来计算完整的MHD频谱的一维平衡与流动,平衡压力梯度,洛伦兹力,离心效应和重力,丰富的非绝热方面,如辐射损失,热传导和电阻率。控制方程在可转换坐标中使用傅立叶表示,线性方程组在重要的高度或径向变化中使用有限元进行离散化,使用相同的实现处理笛卡尔和圆柱形几何形状。一个弱的Galerkin公式的结果在一个广义的(非Hermitian)矩阵特征值问题,和线性代数算法计算所有的特征值和相应的特征向量。我们展示了大量成熟的结果,从磁化,分层大气中的p-和g-模式,在模式相关的冠状环地震学,热不稳定性和离散过稳定的阿尔文模式相关的太阳能辐射,稳定性研究天体物理喷流。我们遇到(准)帕克,(准)交换,电流驱动和开尔文-亥姆霍兹不稳定性,以及非理想的准模式,电阻撕裂模式,磁热不稳定性。高分辨率的使用为以前计算的光谱提供了新的光,揭示了尚未研究的有趣的光谱区域。
2021-06-01 astro-ph.SR
Predictability of a solar flare in May 2024 using observational data-driven MHD simulations
Niigata University(新潟大学)
利用观测数据驱动的磁流体动力学模拟,研究了2024年5月3日X1.6级耀斑的可预测性,发现通过结合最终时刻的光球速度场可延长预测提前量至1小时以上。
2026-06-08 astro-ph.SR
Observational Signatures of Coronal Heating in MHD Simulations Without Radiation or a Lower Atmosphere
模拟日冕加热的细节以及对辐射进行有意义的预测是极其困难的。因此,用观测值测试现实模型是一个重大挑战。日冕加热的观测特征主要取决于辐射,热传导,以及与过渡区和色球层的质量和能量交换。许多磁流体动力学模拟研究不包括这些影响,而是选择将计算资源投入到问题的磁性方面。我们已经开发了一种简单的方法来近似地解释缺失效应。它被应用于事后的模拟输出,因此可能是许多研究的有价值的工具。我们已经用它来预测从一个模型日冕,是由涡旋边界运动的意思是代表光球对流驱动的发射。我们发现,个别磁股经历短期增亮,分散在整个计算量和局部集群。前者可以解释观测到的日冕的扩散成分,而后者可以解释明亮的日冕环。几个观察到的性能循环再现合理:宽度,寿命和准圆形横截面(纵横比不大)。我们的研究结果支持了这样一种观点,即循环是由纳米片的“风暴”加热的多股结构。
2022-10-31 astro-ph.SR
Anisotropic Turbulent Flows Observed in Above the Loop-top Regions During Solar Flares
本文利用正视视角窄带EUV图像和流动追踪算法,首次定量揭示太阳耀斑ALT区域湍流的各向异性及其高度分布,支持Rayleigh-Taylor型不稳定性机制。
2025-03-18 astro-ph.SR
Nonaxisymmetric MHD instabilities of Chandrasekhar states in Taylor-Couette geometry
我们考虑具有绝缘边界条件的轴向周期泰勒-库埃特几何。所施加的基本状态是所谓的Pracrasekhar状态,其中方位流$U_ϕ$和磁场$B_ϕ$具有相同的径向分布。主要是三个特殊的配置文件被认为是:瑞利极限,准开普勒,和固体旋转。在每种情况下,我们首先计算线性不稳定性曲线和它们对磁普朗特数Pm的依赖性。对于方位波数m=1的模式,不稳定性曲线总是与雷诺数和哈特曼数标度。因此,对于足够小的Pm,这些模式只有在磁马赫数小于1时才变得不稳定,因此与大多数天体物理应用无关。然而,m>10的模式可以表现得非常不同。对于足够平坦的轮廓,它们与磁雷诺数和伦德奎斯特数成比例,从而允许不稳定性也为大磁马赫数的天体物理对象。我们进一步计算这些不稳定性的完全非线性三维平衡,并研究能量如何在方位角(m)和轴向(k)波数之间分布。相比之下,光谱变得陡峭的大m,反映剪切的平滑作用。另一方面,动能谱和磁能谱表现出类似的行为:如果几个方位角模式已经是线性不稳定的,它们是相对平坦的,但对于刚性旋转的情况下,其中m=1是唯一的不稳定模式,它们是如此陡峭,无论是柯尔莫哥洛夫还是Iroshnikov-Kraichnan谱适合的结果。总磁能仅在大磁雷诺数Rm>100时才超过动能动能。
2016-02-24 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Observations of X-ray flares and associated MHD oscillations in star XI Boo
利用XMM-牛顿观测数据,对$ξ$ Boo观测到的两次耀斑进行了X射线分析。耀斑环参数的推导使用各种环模型,包括国家的最先进的流体动力学耀斑模型。的环长度推导出的耀斑环结构被发现是小于恒星半径。X射线光变曲线的指数衰减、等离子体温度和发射量度的时间演化与致密太阳耀斑中观测到的相似。利用小波分析方法研究了耀斑后阶段的X射线光变曲线。小波分析清楚地显示了1019 s周期的振荡。利用观测估计的环长、密度和磁场,理论推导出的快扭折模式的振荡周期与观测估计的周期大致匹配。这是第一个可能的观测证据的基本快速扭结模式的磁声波在恒星环路在耀斑后阶段的提高发射。
2011-01-17 astro-ph.SR
Analytic approximate seismology of propagating MHD waves in the solar corona
观测表明,在太阳大气中传播的磁流体动力学(MHD)波是普遍存在的。磁流体地震学技术是利用波动观测和磁流体波动理论相结合,间接推断太阳大气等离子体和磁场的物理参数。在这里,我们提出了一个分析地震反演方案传播MHD波。该方案以一致的方式使用关于波长和阻尼长度的观测信息,以及周期或相速度的观测值,并且基于波长和阻尼长度的理论值的近似渐近表达式。讨论了反演格式的适用性,并给出了一个算例。
2012-10-09 astro-ph.SR
On Kelvin-Helmholtz and parametric instabilities driven by coronal waves
Kelvin-Helmholtz不稳定性被认为是从磁流体动力学(MHD)扭结波中提取能量并通过湍流耗散能量的一种机制。因此,这是一个潜在的重要过程,在加热太阳日冕。然而,目前还不清楚如何不稳定性的影响与MHD波的振荡剪切流。我们研究了在一个笛卡尔框架内的水平磁场的存在下的不连续振荡剪切流的线性稳定性,该框架捕捉了通量管中MHD振荡的基本特征。我们推导出一个Mathieu方程的拉格朗日位移的接口,并分析其属性,确定两种不同的不稳定性:一个开尔文-亥姆霍兹不稳定性和参数不稳定性涉及的振荡剪切流和两个表面Alfvén波之间的共振。后者发生时,系统是开尔文-亥姆霍兹稳定,从而有利于模式,沿通量管变化,并作为一个结果提供了一个重要的和额外的机制,以提取能量。当应用到流的扭结波的特征属性在太阳日冕中,这两个不稳定性可以增长,与参数不稳定性能够产生较小的尺度扰动沿磁场比可能通过开尔文-亥姆霍兹不稳定性。对于波长为$200$ km的情况,这些不稳定性的特征时标为$\sim 100$ s。参数不稳定性更可能发生在较小的密度对比和较大的速度切变,使其发展更可能在日冕环比日珥线程。
2018-10-05 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Numerical Study on Excitation of Turbulence and Oscillation in Above-the-loop-top Region of a Solar Flare
极紫外成像光谱观测经常显示在太阳耀斑的环顶或环顶之上(ALT)区域周围线宽的增加,暗示着湍流。此外,最近的光谱观测发现,在ALT区域附近的多普勒速度振荡。我们进行了三维磁流体动力学(MHD)模拟,以调查在ALT区域的动态,特别关注湍流的产生和振荡运动的激发。我们发现在ALT区的上部(磁音叉的臂),MHD不稳定性迅速增长。在重联电流片下方的密度界面处,不稳定性的增长速度比磁瑞利-泰勒型不稳定性快。最终,ALT区域充满了湍流。磁音叉的臂具有不良曲率和跨音速流动。因此,我们认为快速增长的不稳定性是压力驱动和离心驱动的瑞利-泰勒型不稳定性的组合。尽管存在湍流,ALT区域显示出由重联射流的回流驱动的相干振荡。我们通过重新分析Reeves等人2020年提出的太阳耀斑来检查数值结果。我们发现,最高的非热速度总是在ALT区域的最高可见边缘,那里存在振荡。这一结果与我们的模型是一致的。我们还认为,湍流磁场有一个显着的非热电子的限制在ALT区域的影响。
2022-12-12 astro-ph.SR
Observational Diagnostics of Self-Gravitating MHD Turbulence in Giant Molecular Clouds
我们研究了自引力MHD湍流的可观测的签名,通过应用概率密度函数(PDF)和空间密度功率谱的合成柱密度图。我们发现坍缩云的演化有三个阶段,我们称之为“早期”、“中期”和“晚期”。“在早期,即$t<0.15t_{ff}$,柱密度具有类似于非重力超音速湍流的功率谱斜率和对数正态分布。在中间阶段,即$0.15t_{ff}< t \leq 0.35t_{ff}$,在较浅的PDF和功率谱幂律斜率中存在星前核的特征。在这些时间的列密度PDF幂律尾部具有范围从-2.5到-1.5的视线平均斜率,其中较浅的值属于具有较低磁场强度的模拟。密度功率谱斜率变浅,可用$P(k)=A_1k^{β_2}e^{-k/k_c}$表征,其中$A_1$描述振幅,$k^{β_2}$描述经典幂律行为,尺度$k_c$表征从湍流主导到自引力主导的转变。在坍缩的高级阶段,即$\approx t>0.35t_{ff}$,功率谱斜率为正值,并且观察到PDF矩和Tsallis增量PDF参数急剧增加,这引起PDF-音速马赫数关系之间的偏差。最后,我们证明了在非引力湍流中,引力对密度功率谱的影响可以通过引入一个δ函数来复制,该函数的振幅相当于给定自引力映射中的最大值点。通过对高密度物质的空间滤波,我们发现湍流功率谱得到了恢复。
2015-05-14 astro-ph.SR
Morphology and dynamics of solar prominences from 3D MHD simulations
本文用数值方法研究了剪切磁弧中太阳辐射的时间演化。日珥在背景层结大气中表现为密度增强,并通过磁场与光球层相连。通过求解三维理想磁流体动力学(MHD)方程,我们研究了一系列代表实际磁势的参数下的动力学。根据所考虑的参数,我们发现悬浮在光球层上方的双折射,即,分离的双折射,但也有类似窗帘或绿篱双折射的结构,其材料不断连接到光球。等离子体$-β$是决定结构形状的重要参数。在许多情况下,磁瑞利-泰勒(MRT)不稳定性和振荡现象的发展。指状物和羽状物产生,影响整个日珥体,并在基本水平的磁场中产生垂直结构。然而,磁剪切能够减少甚至抑制这种不稳定性。
2014-12-23 astro-ph.SR
Photospheric Logarithmic Velocity Spirals as MHD Wave Generation Mechanisms
对太阳光球的高分辨率观测已经确定了太阳等离子体中各种各样的螺旋运动。这些螺旋在性质上各不相同,但在太阳表面观察到大量。在这项工作中,这些螺旋线的磁流体动力学(MHD)波产生机制的潜力进行了研究。通常观察到这些螺旋的颗粒间通道也是磁场强度高于平均值的区域。这种磁场和螺旋等离子体的结合是产生阿尔文波和其他MHD波的方法。本工作采用数值模拟的自相似磁通量管嵌入在一个现实的,重力分层,太阳大气中研究的影响,一个单一磁通量管由对数速度螺旋驱动器扰动。对数螺旋驱动器的扩展因子是变化的,并且针对以观测约束为中心的扩展因子的值的范围运行多个模拟。模拟分析使用“通量表面”构造的磁场线,使矢量垂直,平行和方位角的本地磁场矢量可以计算。分析结果表明,当膨胀因子值较小时,阿尔文波是主要波,而当膨胀因子值较高时,平行分量占主导地位。这种转变发生在观测约束的范围内,这意味着在太阳光球中观察到的螺旋驱动器有可能产生各种MHD波模式。
2015-02-12 astro-ph.SR
Coronal heating by MHD waves
太阳色球层和日冕加热到观测到的高温,意味着存在持续的加热,平衡了太阳大气中预期的强辐射和热传导损失。几十年来,人们一直认为活动区、宁静太阳和冕洞的色球和日冕部分所需的加热机制与太阳磁场有关。然而,传输和耗散最终导致太阳等离子体加热的磁能的确切物理过程尚未完全了解。目前对日冕加热的理解主要依赖于两种机制:重联和MHD波,它们在不同的日冕区域可能具有不同程度的重要性。在这篇综述中,我们集中在我们的理解MHD波加热机制的最新进展。首先,我们重点介绍了观测结果的概述,在过去的十年中,我们在日冕中发现了不同的波模式,其中许多波模式与显着的能量通量有关,无论是在现场产生的还是从太阳低层大气中抽取的。之后,我们总结了最近的研究结果的数值模拟波,观测结果的动机。尽管取得了这些进展,但只有在非结构化日冕中使用阿尔文波加热的3D MHD模型才能解释与安静太阳兼容的观测到的日冕温度,而包括交叉场密度结构的3D MHD波加热模型还不能解释活动区域中日冕环的加热到其观测到的温度。
2020-12-02 astro-ph.SR
Small-scale solar jet formation and their associated waves and instabilities
小尺度喷流的形成、传播、演化和作用的研究,如太阳低层大气能量平衡中的I型和II型针状体、斑点和原纤维,由于详细的观测和复杂的数学建模的结合,已经取得了巨大的进展。本文综述了目前对喷流的认识,它们在太阳低层大气中的形成,以及它们从观测、数值和理论角度的演化。首先,我们回顾了一些结果来描述射流的属性,获得数值,解析和通过高空间和时间分辨率的观测。进一步,我们讨论了流体动力学和磁流体动力学的不稳定性,即瑞利-泰勒和开尔文-亥姆霍兹不稳定性,在喷流演化和它们的作用,通过太阳大气中的能量传输在完全和部分电离等离子体的作用。最后,我们详细讨论了小尺度太阳喷流中磁流体动力学波的产生、传播和能量输运的几种机制。这次审查确定了在理解小规模太阳喷流方面的一些差距,以及观测研究与通过理论研究和数值模拟获得的知识之间的一些不一致。预计随着高分辨率观测仪器的出现,如丹尼尔·K. Inouye太阳望远镜,太阳轨道器,帕克太阳探测器,和太阳立方体卫星的联动成像光谱偏振,结合进一步的理论和计算的发展。
2022-05-19 astro-ph.SR
The First 3D Coronal Loop Model Heated by MHD Waves against Radiative Losses
为了解决长期存在的日冕加热问题,半个世纪前就有人提出日冕环可以被波加热。尽管不断积累的观测证据表明日冕波的可能重要性,仍然没有3D MHD模拟存在,显示显着加热的MHD波。在这里,我们报告的第一个三维日冕环模型加热等离子体对辐射冷却。冠状环在足点处由横向振荡驱动,随后诱导的开尔文-亥姆霍兹不稳定性使环横截面变形并产生小尺度结构。波能被转移到较小的尺度,在那里它被耗散,克服了辐射引起的内部内能损失。这些结果为解决日冕加热问题开辟了新的途径。
2021-02-25 astro-ph.SR
MHD Simulation of the Inner-Heliospheric Magnetic Field
在MHD程序CRONOS中,以日心距为10个太阳半径处的径向磁场图为边界条件,模拟了从旋转太阳向外辐射出的三维日球层内太阳风。磁场的输入数据是利用太阳黑子群观测数据和电流片源表面模型进行太阳表面通量输运建模的结果。在几个进步,这使得更高的角分辨率比可比的观测数据从天气磁图。其他MHD量所需的初始条件,获得以下的经验方法,使用磁通管膨胀和径向太阳风速度之间的反比关系。对典型的太阳极小和极大条件进行了计算,得到了相应的直到地球轨道的太阳风状态。在将后者与观测数据成功比较之后,它们可用于驱动日光层外模型。
2013-03-18 astro-ph.SR physics.space-ph
3D Gap Opening in Non-Ideal MHD Protoplanetary Disks: Asymmetric Accretion, Meridional Vortices, and Observational Signatures
本研究利用热化学代码自洽计算的非理想MHD系数,探究三维非理想MHD原行星盘中间隙形成动力学,发现间隙极向磁通量集中、快速吸积层、经向涡旋等特征,揭示其对行星生长及观测的影响。
2024-11-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Modelling observed decay-less oscillations as resonantly enhanced Kelvin-Helmholtz vortices from transverse MHD waves and their seismological application
在高度结构化的日冕中,共振吸收是从整体横向MHD波向局部方位Alfvén波能量传递的一种不可避免的机制。由于其局部性质,直接检测这种机制是非常困难的。然而,它是解释观测到的全球横波快速衰减的主要理论。然而,与这一理论预测不一致的是,最近的观测表明,在低振幅状态下,这种横向MHD波也可以出现无衰减,这是一个尚未解决的现象。最近的数值研究表明,Kelvin-Helmholtz不稳定性(KHI)经常伴随横向MHD波。在这项工作中,我们结合三维MHD模拟和正演模拟表明,目前达到的空间分辨率和观察到的小振幅,一个明显的衰减无振荡。这种效应是由KHI产生的周期性增亮和共振吸收放大的KHI涡旋的相干运动相结合造成的。这种效应在捕获边界动力学而不是核心的温度下形成的发射线中特别明显,并且反映了与扭结模式共振耦合的局部方位Alfvén波的低阻尼特性。由于相位混合,检测到的周期可以根据发射线而变化,对边界敏感的发射线的周期比对环路核心敏感的发射线的周期短。这允许估计边界处的密度对比度。
2016-09-30 astro-ph.SR
s-Processing in AGB Stars Revisited. III. Neutron captures from MHD mixing at different metallicities and observational constraints
我们提出后处理中子捕获计算的渐近巨星分支星的1.5至3钼和金属丰度-1.3至0.1。参考恒星模型计算与FRANEC代码,使用史瓦西对流准则。这种选择的动机概述。我们假设,MHD过程引起的质子穿透对流边界以下,当第三次疏通发生。在那里,13 C(α,n)16 O中子源可以随后操作,将其效应与在表征AGB阶段的温度峰值处激活的22 Ne(α,n)25 Mg反应的效应合并。这项工作有三个主要范围。i)我们提供了一个丰度产量网格,通过我们的MHD混合方案产生,在质量和金属丰度上均匀采样。从它,我们推断,太阳s过程的分布,以及在最近的恒星星族的丰度,可以占,而不需要额外的主要的贡献,在过去的建议。ii)我们为所产生的13 C口袋的质量制定了分析表达式,以便易于验证我们的发现。iii)我们将我们的结果与演化恒星的观测结果进行比较,并与前太阳SiC颗粒中的同位素比率进行比较,还注意到一些通量管应该如何在湍流破坏中幸存下来,即使当信封富含O时,也会携带富含C的材料进入风中。该风相位通过AGB s处理的G分量来近似。我们的结论是,MHD诱导的混合是足够的驱动慢中子俘获现象占观察。我们的处方应该允许它包含在当前的恒星进化代码中。
2020-11-15 astro-ph.SR physics.plasm-ph
MHD simulations of the formation and propagation of protostellar jets to observational length scales
我们提出了2.5-D的全球性,理想的磁流体动力学模拟的磁驱动和旋转驱动的原恒星喷流从开普勒吸积盘,其中只有初始磁场强度在光盘的内半径,$B_{\rm i}$,是不同的。使用AMR-MHD代码AZEUS,我们自洽地遵循喷流演变到观测制度($>10^3\,\mathrm{AU}$)与空间动态范围$\sim6.5\times10^5$。模拟揭示了三个组成部分的流出:1)热,密集,超快和高度磁化的“射流核心”; 2)冷,稀薄,trans-fast和高度磁化的“鞘”围绕射流核心,并延伸到切向不连续性;和3)温暖,密集,trans-slow和弱磁化的冲击周围介质夹带的推进弓激波。模拟揭示了$B_{\rm i}$和射流推进速度,$v_{\rm jet}$,平均射流旋转速度,$\langle v_φ\rangle$,以及质量,动量和动能通量之间的幂律关系。不依赖于$B_{\rm i}$的电子包括被输送物质的等离子体- $β$,在所有情况下,其似乎渐近于阶数1。喷气式飞机是由“磁塔”和“线上珠”机制的组合发射的,前者占了大部分的喷气式飞机加速-即使是在强磁场下-并继续远远超过快磁音速点。在任何时候都没有领先的弓激波离开域,因此,这些模拟产生大规模的喷流,再现许多原恒星喷流,包括其特征速度和传输通量的观察到的属性。
2019-01-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Resistive instabilities in sinusoidal shear flows with a streamwise magnetic field
在具有有限电阻率和粘性的不可压缩磁流体力学(MHD)框架下,研究了初始均匀流向磁场作用下正弦剪切流的线性稳定性。在流体动力学的情况下,这种流动是不稳定的开尔文-亥姆霍兹不稳定性。在理想MHD中也是如此,其中耗散被忽略,只要磁场强度不超过临界阈值,超过该临界阈值,磁张力使流动稳定。在这里,我们证明,包括粘度和电阻率引入两种新的模式的不稳定性。其中一种模式,我们称之为连续不稳定阿尔芬波,因为它与剪切阿尔芬波有关,存在于任何非零磁场强度,只要磁普朗特数$Pm < 1$。我们提出了一个简化的模型,揭示了它的激发机制是由Dubrulle和Frisch(1991)描述的周期性剪切流的负涡粘性。最后,我们证明了这种模式的饱和在一个准稳态占主导地位的反向传播孤子。
2022-04-22 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Simulating protostellar jets simultaneously at launching and observational scales
我们提出了第一个2.5-D MHD模拟的原恒星射流,其中包括在该地区的喷气发动magnetocentriculally在尺度长度$<0.1$ AU,并在那里观察到的规模长度$>10^3$ AU的传播射流。这些模拟,与新的AMR-MHD代码AZEuS进行,揭示有趣的条件之间的关系在磁盘表面,如磁场强度,和直接观测,如自行,射流旋转,射流半径,和质量通量。通过比较这些量与观测值,我们提出了直接的数值证据表明,磁离心发射机制是能够,本身,发射现实的原恒星射流。
2010-12-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
The time evolution of $M_{\mathrm{d}}/\dot M$ in protoplanetary discs as a way to disentangle between viscosity and MHD winds
本研究提出通过盘群在盘质量-吸积率平面上分布范围随时间演化的差异来区分原行星盘的粘滞与 MHD 风模型,发现 MHD 主导下分布范围减小更慢,且该差异可被现有观测设施验证。
2023-09-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Wave instabilities of a collisionless plasma in fluid approximation
本文利用从Vlasov方程得到的16阶矩输运方程组,研究了流体近似下磁化、各向异性、无碰撞、稀薄热等离子体中的波动性质和不稳定性。这些方程不同于CGL-MHD流体模型(Chew,Goldberger和Low,1956年的单流体方程),因为包括两个各向异性热通量演化方程,其中通量使双重多方CGL定律无效。导出了线性可压缩波模的一般色散关系。除了经典的不可压缩消防水龙带模式,出现了四种类型的可压缩波模式:两个快速和慢速镜像模式-强烈修改相比,CGL模型-和两个热模式。在沿磁场存在初始热通量的情况下,对于相对于磁场向前和向后运行的波,波的性质变得不同。CGL-MHD流体模型的结果与动力学理论的结果之间的众所周知的差异现在被消除:i)镜像慢模不稳定性准则现在与动力学理论中的一致。ii)类似地,在动力学研究中,出现了两种类型的消防水带不稳定性-不可压缩的和可压缩的。这两种不稳定性可以出现相同的等离子体参数,和新的可压缩的倾斜消防水龙带模式的不稳定性可以成为主导。可压缩消防水龙带的不稳定性是三个逆行模式-两个热模式和一个快速镜像模式的共振耦合的结果。所得结果可应用于太阳和恒星的日冕和风模型理论。
2010-12-20 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Deciphering the physical basis of the intermediate-scale instability
本研究揭示宇宙线驱动的中等尺度与回旋尺度不稳定性均具共振起源,指出MHD和Hall-MHD近似无法捕捉线性区增长最快的中等尺度不稳定性,强调准确刻画背景等离子体的重要性,并探讨了不稳定模相速度差异对粒子-波散射的影响。
2023-11-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraining MHD disk winds with ALMA. Apparent rotation signatures and application to HH212
大型毫米波干涉仪揭示了越来越多的旋转外流,这被建议跟踪磁离心盘风(MHD DW)。然而,它们对盘吸积的影响还没有很好地量化。在这里,我们确定检索的真实发射区,磁杠杆臂,和角动量通量的MHD DW从明显的旋转签名系统的偏见。合成的位置-速度切割构造自相似的MHD DW在很宽的参数范围内,和三种不同的方法被应用于估计特定的角动量。我们发现,使用Anderson等人(2006)的众所周知的关系推断的发射半径可能与DW的真正最外发射半径$r_{out}$显着不同。“双峰分离”和“流动宽度”方法仅提供了$r_{out}$的严格下限。该偏置与角分辨率无关,并且可以达到十倍。相比之下,“旋转曲线”方法在流动被很好地分辨时给出了$r_{out}$的良好估计,否则给出了上限。磁性杠杆臂总是被低估。只有与综合预测进行比较,才能恰当地考虑到所有观测效应。作为应用,我们提出了一个比较ALMA观测HH 212的分辨率从250 AU到16 AU,这是迄今为止最严格的观测测试MHD DW。该比较证实了我们对双峰分离法以及Tabone等人(2017)首次提出的大$r_{out}\sim40~$ au和小磁杠杆臂的预测偏倚。我们还推导出第一个准确的解析表达式的磁盘角动量的分数提取的MHD磁盘风的径向范围,磁杠杆臂,和质量通量。HH 212的应用证实了MHD DW是年轻圆盘中稳定角动量提取过程的重要候选者。
2020-04-19 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Parametric Instabilities in Shallow Water Magnetohydrodynamics Of Astrophysical Plasma in External Magnetic Field
这封信讨论了天体物理等离子体薄层的旋转磁流体动力学(MHD)。本文用浅水近似来描述垂直外磁场中具有自由表面的薄等离子体层。垂直磁场的存在从根本上改变了天体物理等离子体中的波过程动力学相比,中性流体和等离子体层中的一个thoroidal磁场。在这种情况下,存在三波非线性相互作用。利用渐近多尺度方法推导了非线性波包相互作用方程:三个磁庞加莱波相互作用、三个磁旋波相互作用、两个磁庞加莱波和一个磁旋波相互作用以及两个磁旋波和一个磁庞加莱波相互作用。衰变不稳定性和参数放大的存在进行了预测。我们发现了以下四种衰变不稳定性:磁庞加莱波衰变为两个磁庞加莱波,磁旋波衰变为两个磁旋波,磁庞加莱波衰变为一个磁庞加莱波和一个磁旋波,磁旋波衰变为一个磁旋波和一个磁庞加莱波。还发现了磁庞加莱波的参量放大、磁旋波的参量放大、磁旋波存在时的磁庞加莱波放大和磁旋波存在时的磁旋波放大等参量放大机制。分别求出了不稳定性增长率和参数放大因子。
2015-12-06 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph