Теория крупномасштабных течений вращающейся частично ионизованной космической и астрофизической плазмы в приближении холловской магнитной гидродинамики

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Развита теория крупномасштабных течений вращающейся частично ионизованной космической и астрофизической плазмы в приближении холловской магнитной гидродинамики. Частично ионизованная вращающаяся плазма описывает крупномасштабные процессы в экзопланетных атмосферах Горячих Юпитеров, в термосферно-ионосферной системе планет и Земли, в протопланетных дисках и во многих других объектах гелиофизики и космической физики. Полученные уравнения содержат нетривиальные слагаемые, описывающие влияние вращения на холловский ток и амбиполярную диффузию плазмы на ряду с традиционной силой Кориолиса действующей на импульс центра масс плазмы. Проведен анализ линейных течений в простейшем случае пренебрежения силы тяжести. Получены дисперсионные соотношения для модифицированных альфвеновских волн, для вращающихся быстрых и медленных звуковых волн и модифицированных свистовых волн. Медленные звуковые волны являются новым типом течений вызванных силой Кориолиса. Быстрые звуковые волны соответствуют обычным звуковым волнам при отсутствии вращения.

Об авторах

Т. В. Галстян

Институт космических исследований РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: galstyan.tigran@phystech.edu
Россия, Москва; Долгопрудный, Московская обл.

Д. А. Кошкина

Институт космических исследований РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: koshkina.da@phystech.edu
Россия, Москва; Долгопрудный, Московская обл.

Д. А. Климачков

Институт космических исследований РАН

Email: klimachkovdmitry@gmail.com
Россия, Москва

А. С. Петросян

Институт космических исследований РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: apetrosy@cosmos.ru
Россия, Москва; Долгопрудный, Московская обл.

Список литературы

  1. Petrosyan A., Klimachkov D., Fedotova M., Zinyakov T. // Atmosphere. 2020. V. 11(4). P. 314. doi: 10.3390/atmos11040314.
  2. Fedotova M., Klimachkov D., Petrosyan A. // Universe. 2021. V. 7(4). P. 87. doi: 10.3390/universe7040087.
  3. Петросян А.С. Федотова М.А., Климачков Д.А. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 209. doi: 10.31857/S0367292122601229.
  4. Witalis E.A. // Phys. Scripta. 1987. V. 35. P. 689. doi: 10.1088/0031-8949/35/5/013.
  5. Ilgisonis V.I. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2001. V. 43. P. 1255. doi: 10.1088/0741-3335/43/9/307.
  6. Huba J.D. // Lect. Notes. Phys. 2003. V. 615. P. 166. doi: 10.1007/3-540-36530-3_9.
  7. Морозов А.И. Введение в плазмодинамику. М.: Физматлит, 2006.
  8. Wardle P.B.P. // Mon. Not. Royal Astron. Soc. 2008. V. 385(4). P. 2269. doi: 10.1111/j.1365-2966.2008.12998.x.
  9. Ballester J.L., Alexeev I., Collados M., Dones T., Pfaff R.F., Gilbert H., Khodachenko M., Khomenko E., Shaikhislamov I.F., Soler R., Vázquez-Semadeni E., Zaqarashvili T. // Space Sci. Rev. 2018. V. 214. P. 1. doi: 10.1007/s11214-018-0485-6.
  10. Soler R., Ballester J.L. // Front. Astron. Space Sci. 2022. V. 9. P. 74. doi: 10.3389/fspas.2022.789083.
  11. Leake J. E., De Vore C.R., Thayer J.P., Burns A.G., Crowley G., Gilbert H.R., Huba J.D., Krall J., Linton M.G., Lukin V.S., Wang W. // Space Sci. Rev. 2014. V. 184. P. 107. doi: 10.1007/s11214-014-0103-1.
  12. Benavides S.J., Flierl G.R. // J. Fluid Mech. 2020. V. 900. P. A28. doi: 10.1017/jfm.2020.500.
  13. Khomenko E. Topics in Magnetohydrodynamic Topology, Reconnection and Stability Theory / Ed. MacTaggart D., Hillier A., 2019. P. 69. doi: 10.1007/978-3-030-16343-3_3.
  14. Goldreich P., Reisenegger A. // Astrophys. J 1992. V. 395. P. 250. doi: 10.1086/171646.
  15. Wardle M. // Mon. Not. Royal Astron. Soc. 1999. V. 307(4). P. 849. doi: 10.1046/j.1365-8711.1999.02670.x.
  16. Balbus S.A., Terquem C. // Astrophys. J. 2001. V. 552. P. 235. doi: 10.1086/320452.
  17. Dikpati M., Gilman A.P. // Astrophys. J. 2001. V. 551, P. 536. doi: 10.1086/320080.
  18. Wei X. // Astrophys. J. 2016. V. 828. P. 30. doi: 10.3847/0004-637X/828/1/30.
  19. Zaqarashvili T.V., Oliver R., Ballester J. L., Shergelashvili B.M. // Astron. Astrophys. 2007. V. 470. P. 815. doi: 10.1051/0004-6361:20077382.
  20. Lakhin V.P., Ilgisonis V.I. // Phys. Plasmas. 2011. V. 18(9). P. 092103. doi: 10.1063/1.3628302.
  21. Ильгисонис В.И. // УФН. 2009. Т. 179(7). С. 790. doi: 10.3367/UFNr.0179.200907i.0790.
  22. Arendt P. N. Jr. // arXiv:astro-ph/9801194v1. 1998.
  23. Thyagaraja A., McClements K.G. // Phys. Plasmas. 2009. V. 16(9). P. 092506. doi: 10.1063/1.3238485.
  24. Zawistowski Z.J., Kovivchak Ya. // Wave Motion. 2017. V. 72. P. 62. doi: 10.1016/j.wavemoti.2016.12.001.
  25. Ерофеев В.И., Солдатов И. Н. // Акуст. Ж. 2000. Т. 46. С. 644.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024