Cтраница 1
Василюнас ( Vasyliunas, 1975) разъяснил физический смысл механизма Петчека, указав, что область втекания имеет характер диффузного расширения, связанного с быстрой модой, при котором давление и напряженность поля непрерывно уменьшаются и поток сходится по мере переноса магнитного поля внутрь области. Эта характеристика области втекания не означает, что в ней присутствует быстрая стоячая волна, поскольку такая волна невозможна в суббыстром потоке. В возмущении, связанном с быстрой модой, давление плазмы и магнитное давление увеличиваются и уменьшаются одновременно, а в возмущении, связанном с медленной модой, давление плазмы меняется в противофазе с магнитным давлением. Расширение приводит к уменьшению давления, тогда как сжатие увеличивает давление даже в несжимаемом пределе. [1]
Василюнас высказал предположение, что решение, предложенное Соннерапом, тем не менее возможно в случае, если режим диффузного расширения, связанного с медленной модой, охватывает всю область втекания, обусловливая рост напряженности поля, уменьшение давления и расходимость потока по мере переноса поля внутрь области. [2]
Мы попытались математически истолковать отличительные особенности модели Василюнаса и были также поражены, обнаружив множество странностей в некоторых численных экспериментах, связанных с пересоединением, например, значительно большую длину области диффузии по сравнению с классическим механизмом Петчека, расходящиеся потоки и большие градиенты давления. [3]
Сводка основных характерных размеров, фигурирующих в проблеме пересоединения в различных ее моделях, дана Василюнасом [484] в табл. 4.3. Как видно из нее, ни аномальное сопротивление, ни учет инерционных членов в обобщенном законе Ома не позволяют увеличить скорость пересоединения силовых линий магнитного поля в рамках модели Паркера-Свита до величины, необходимой для объяснения экспериментальных данных относительно интенсивности потока энергичных частиц и скорости переноса потока магнитного поля в хвост магнитосферы во время магнитосферных возмущений. [4]
Это была отличная идея, но, к сожалению, эти решения содержат разрыв на линии OL, который, как показал Василюнас ( Vasyliunas, 1975), вообще неприемлем физически или математически. Соннерап ( Sonnerup, 1970) независимо нашел частный случай решений Е - Аксфорда, в котором каждый квадрант внешней области содержит три однородные области, связанные между собой разрывом OL и ударной волной Петчека. Кроме того, разрыв Соннерапа представляет собой скорее веерообразное расхождение, чем ударную волну, поэтому он будет расширяться по мере приближения к началу координат. [5]
Это обстоятельство на первый взгляд противоречит выводу о том, что скорость пересоединения не может превышать величины ( 0 1 - 1) VA. Однако, как было показано Василюнасом [484], в действительности никакого противоречия здесь нет, и формула (4.33) по сути дела определяет не столько скорость пересоединения vx, зависящую лишь от интенсивности полей Ей В в волновой зоне ( формула (4.28)), сколько величину VA ( соответственно интенсивность магнитного поля) вблизи границ диффузионной области. Так, например, если при заданной интенсивности поля В напряженность электрического поля Е ( и соответственно скорость пересоединения) оказывается такой, что неравенство (4.33) не выполняется, стационарность процесса нарушается и поле В вблизи границ диффузионной области начинает возрастать и растет до тех пор, пока неравенство ( 433) или (4.34) не будет удовлетворено. [6]