Токовый слой
Cтраница 1
Токовые слои могут возникать тогда, когда магнитостатическое равновесие полностью отсутствует, то есть в ситуациях, известных как неравновесные. Если основания силовых линий простого биполярного магнитного поля медленно движутся, то в плазме с низким значением / 3 ( как, например, солнечная корона над фотосферой) образуется ряд бессиловых конфигураций. Однако в сложном магнитном поле, содержащем топологически различные системы потоков, гладкий переход от одного равновесного состояния к другому не всегда возможен. Паркер ( Parker, 1972) и Сыроватский ( 1978) предположили, что при движении оснований силовых линий такого магнитного поля конфигурация не может подстраиваться к новому бессиловому равновесию и вместо этого образуются токовые слои. Сами эти токовые слои не находятся в равновесии, так как в них происходит быстрое пересоединение со скоростью, составляющей доли альфвеновской скорости, и магнитная конфигурация приходит в состояние с наименьшей потенциальной энергией. [1]
Токовые слои могут возникнуть при резком сжатии плазменной области вблизи нейтральной точки и на границе между двумя топологически разл. [2]
Токовый слой может возникать также в случае, когда в дополнение к полям рис. 7 имеется продольное магнитное поле, направленное вдоль нейтральной линии. Токовый слой при этом выглядит так же, хотя динамика его образования меняется. При этом сингулярный ток может перетекать с токового слоя на сепаратрисную поверхность. Такого рода более сложные токовые образования на сепаратрисных поверхностях могут возникать и вблизи нулевых точек. [3]
Токовый слой удобен для экспериментального наблюдения перезамыкания магнитных силовых линий. Его можно создать почти так, как показано на рис. 7, но вместо смещения проводников с током достаточно просто изменять ток в стержнях или в плазме. [4]
Токовые слои, возникающие в нейтральных точках, относятся к типу так называемых тангенциальных разрывов, хотя могут также иметь место и вращательные разрывы. [5]
Вне токового слоя магнитное поле не содержит тока и является потенциальным. [6]
Длина токового слоя в модели Свита и Паркера примерно равна глобальному масштабу длины вспышечной области. Благодаря таким малым размерам токового слоя, модель Петчека дает скорость пересоединения, близкую к той, что необходима для солнечных вспышек даже с учетом резистивности Спитцера. [7]
Геометрия токового слоя обмотки статора упрощается и представляется в виде полосы с равномерно распределенным током, что допустимо, так как поверхность полосы в данном случае является координатной. [8]
В отсутствие токового слоя Х - точка потенциального поля вытягивается по мере возрастания J и при J 2 силовые линии замыкаются, образуя вытянутое поле с О-точкой. Такая же картина наблюдается при наличии токового слоя конечной длины. [9]
 |
Кольцевой токовый слой с радиусами р и q, расположенный на плоскости 9 тг / 2, с дипольными источниками на расстоянии а над и под. [10] |
Фтз определяется токовым слоем, а Фтп - дипольными источниками. [11]
Таким образом, токовый слой можно рассматривать как разрез в комплексной плоскости, и задача сводится к нахождению такой функции f ( z), которая бы давала такой разрез. [12]
В проводящей среде типичный токовый слой стремится медленно диффундировать с характерным временем диффузии т l2 / rj, где 2 / - толщина токового слоя, а т ] ( / лсг) 1 - коэффициент магнитной диффузии. Во время процесса магнитной диффузии энергия магнитного поля с такой же скоростью переходит в тепловую энергию вследствие омической диссипации. Однако часто величина т оказывается слишком большой в сравнении с типичными временными масштабами динамических процессов в космической плазме, и поэтому с ее помощью невозможно описывать развитие таких процессов. Такие неустойчивости возникают в случае, когда ширина токового слоя настолько велика, что rd ТА, где ТА I / VA - время, которое требуется, чтобы пересечь слой со скоростью, равной альфвенов-ской: VA о ( мРо) 1 2 - Характерные времена развития резистивных неустойчивостей по порядку величины равны т тд / Td) где 0 А 1, при этом возникает множество мелкомасштабных петель магнитного поля внутри слоя. Другими словами, резистивные неустойчивости создают токовые нити в токовых слоях ( или, в действительности, в любой конфигурации с широм магнитного поля) с последующей диффузией этих нитей и связанных с ними петель магнитного поля и выделением магнитной энергии в процессе диффузии. [13]
Сначала был исследован нейтральный токовый слой и обнаружено, что горячий слой с корональными температурами невозможен, если коэффициент диффузии остается классическим кулоновским. Более того, достаточно высокая скорость выделения энергии для солнечной вспышки не может быть вызвана ионно-звуковой турбулентностью, хотя аномальная бомовская диффузия вследствие неустойчивостей на градиентах с более низким порогом вполне возможна. [15]
Страницы: 1 2 3 4