Петчек

Cтраница 1

Петчек и Торн [66] показали, что магнитогидродинамические волны, развивающиеся в окрестности нейтральной поверхности, могут приводить к увеличению скорости пересоединения. В этой модели узкая область перезамыкания вблизи нулевой линии магнитного поля находится между волновыми областями, которые, в свою очередь, образуют пограничные слои, переходящие в области одномерного течения. Скорость пересоединения пропорциональна перезамкнувшемуся магнитному полю, которое, по оценке Петчека, составляет порядка 10 % от внешнего поля, что, по его мнению, достаточно для возникновения солнечных вспышек. [1]

Петчек обнаружил, что в предложенной им конфигурации максимальная скорость пересоединения слабо зависит от магнитного числа Рейнольдса и имеет характерную величину, равную одной десятой или одной сотой альфвеновской скорости в большей части пространства и астрофизических сред. [2]

Петчек, существует максимальная скорость пересоединения ( Ме, ) для данного значения Rme. Этот анализ позволяет подвести более солидную основу под механизм Петчека и построить его модель для ограниченной области, как в численных экспериментах. [3]

Петчеком накануне вечером) заявил, что это и есть решение, которое все искали. Новаторство Петчека заключалось в предположении, что область диффузии Свита-Паркера ограничивается лишь небольшим отрезком ( длиной L) границы между полями противоположного знака. Будучи более короткой, область диффузии становится также и более узкой, и поэтому процесс диффузии ( а следовательно и пересоединения) протекает быстрее. [4]

Механизм Петчека не является строгим, однако он характеризуется глубоким проникновением в физическую суть явления. В то время, когда он был предложен Петчеком, мало кто его понимал. [5]

В механизме Петчека полудлина L области диффузии становится много меньше глобального масштаба длины Le. При превышении скорости пересоединения Свита-Паркера пересоединение становится сильно нелинейным и из областей на концах токового слоя выходят две пары медленных ударных волн. Эти ударные волны играют важную роль в модели Петчека, являясь теми структурами, которые ускоряют плазму до альфвеновской скорости и преобразуют большую часть магнитной энергии в кинетическую энергию и тепло. Модель Петчека построена на основе модели Свита-Паркера, которая все еще используется для анализа потока через область диффузии, однако центральный токовый слой настолько мал, что проходящее через него количество плазмы очень невелико. Поскольку в модели Петчека полудлина токового слоя много меньше Le, в этом случае его ширина существенно меньше, чем раньше, и поэтому скорость значительно больше. [6]

По оценкам Петчека область диффузии Свита-Паркера должна действовать как источник четырех медленных магнитоакустических ударных волн, которые распространяются в разных направлениях от области диффузии и останавливаются в потоке при достижении стационарного состояния. Отчасти генерация таких ударных волн является следствием анизотропной природы медленной волновой моды, которая не входит в наше обычное представление о звуковых волнах. [7]

Метод анализа Петчека очень прост. Следствием ударных волн является образование нормальной компоненты поля BN, что связано с искривлением поля втекающего потока по сравнению с однородным полем Ве на больших расстояниях. [8]

Хотя механизм Петчека показывает настолько быстрое пересоединение, насколько это возможно в принципе, не было получено никаких оснований считать, что этот механизм применим в режиме турбулентного МГД движения, возникающего в диске. Чтобы получить реальную картину связи между аккрецией и пересоединением, возможно, потребуется численное моделирование, которое будет рассматривать турбулентное динамо и пересоединение самосогласовано. [9]

Конфигурация, предложенная Петчеком, получается при возмущении пограничного слоя или двойного токового слоя с возникновением двух ударных волн. Как следствие, ток на единицу длины вдоль нейтрального слоя ослабляется и образуется нейтральная точка. В теории Петчека ударные волны имеют конечную толщину и занимают всю ширину системы; тогда энергия этих волн должна быть такого же порядка, как энергия первоначального нейтрального слоя, из которого эти волны сформировались. Модель Петчека стационарна и не объясняет начало или конец вспышек. [10]

В последующие годы механизм Петчека был широко признан как объяснение быстрого энерговыделения во вспышке, хотя немногие до конца понимали сложность этого механизма, который включает сочетание тонких физических эффектов, а именно адвекцию потока, диффузию потока и поведение магнитных ударных волн. Однако спокойствие было нарушено, когда Соннерап ( Sonnerup, 1970) выступил с альтернативной моделью пересоединения, действующей при любых скоростях вплоть до альфвеновских. [11]

Оказалось, что механизм Петчека представляет собой лишь один из многочисленных режимов быстрого пересоединения ( гл. В частности, механизм Петчека действует, когда окружающее магнитное поле вместо топологии Х - типа имеет, по существу, одномерный характер ( § 5.1) и когда условия на удаленной границе являются свободными, так что МГД-характеристики исходят из области диффузии. [12]

Однако ключ к механизму Петчека состоит в том, что (4.11) всего лишь определяет значение L, когда значение V задано внешними условиями. [13]

Одна из модификаций механизма Петчека предполагает, что внешнее поле уменьшается вдоль ударной волны по мере удаления от области диффузии. Таким образом, ударные волны по своему характеру являются промежуточными и расщепляются на пары промежуточных волн и медленных ударных волн для случая сжимаемой среды. Другой модификацией является нелинейный вариант механизма Петчека, когда ударные волны наклонены под достаточно большими углами. [14]

Модель вынужденного пересоединения, предложенная. [15]

Страницы: 1 2 3 4