Parametric study on kink instabilities of twisted magnetic flux ropes in the solar atmosphere
Parametric study on kink instabilities of twisted magnetic flux ropes in the solar atmosphere
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太阳大气中扭曲磁通绳扭结不稳定性的参数研究
DOI：
10.1051/0004-6361/201730395
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发表时间：
2018
影响因子：
6.5
通讯作者：
J. Lin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Z. X. Mei;R. Keppens;I. I. Roussev;J. Lin
目标。太阳大气中的扭曲磁通绳（MFR）由于与太阳耀斑、暗条和日冕物质抛射（CME）等许多太阳爆发现象密切相关而得到了广泛的研究。connection.to在这项工作中，我们进行了一组。3D等温磁流体动力学（MHD）的数值模拟，其中使用分析扭曲的MFR模型和研究动力学。参数化的内部和周围载流扭曲的环路。我们的目的是推广早期的发现，通过应用有限等离子体条件。方法.在MFR内部，由气体压力和环向磁场维持近似的内部平衡，以维持与极向磁场的平衡.在研究具有混合特征的复杂演化之前，我们选择了最佳隔离内部或外部扭结不稳定性的参数值.本文研究了低、高扭曲磁流变液的扭结不稳定性和磁场重联。结果MFR的曲率是由于其内部等离子体压力而导致内胎力的原因，其倾向于使MFR膨胀。MFR内部的环向场的曲率效应导致了朝向光球的向下运动。利用这两种力的相反特性，我们得到了一个近似的内部平衡。在无限扭转情况下，MFR的演化完全是一种典型的外部扭结不稳定性。由于线束缚条件和曲率，中心MFR区域失去外部平衡并向外爆发。我们强调了两种不同的扭结不稳定性在MFR演变过程中的可能作用：内部和外部扭结。外部扭结是由于违反了Kruskal-Shafranov条件，而内部扭结需要MFR内的安全系数q = 1表面。我们表明，在混合的情况下，两种不稳定性竞争，。复杂的演变发生由于周围和MFR内的重新连接。电流分布中的S形结构自然出现，不引起磁通涌现。在我们的模拟中，我们发现了爆发型磁流体反应堆和耀斑环系统的磁重配置。
Aims. Twisted magnetic flux ropes (MFRs) in the solar atmosphere have been researched extensively because of their close connection.to many solar eruptive phenomena, such as flares, filaments, and coronal mass ejections (CMEs). In this work, we performed a set of.3D isothermal magnetohydrodynamic (MHD) numerical simulations, which use analytical twisted MFR models and study dynamical.processes parametrically inside and around current-carrying twisted loops. We aim to generalize earlier findings by applying finite.plasma conditions..Methods. Inside the MFR, approximate internal equilibrium is obtained by pressure from gas and toroidal magnetic fields to maintain.balance with the poloidal magnetic field.We selected parameter values to isolate best either internal or external kink instability before.studying complex evolutions with mixed characteristics. We studied kink instabilities and magnetic reconnection in MFRs with low.and high twists..Results. The curvature of MFRs is responsible for a tire tube force due to its internal plasma pressure, which tends to expand the.MFR. The curvature eect of toroidal field inside the MFR leads to a downward movement toward the photosphere. We obtain an.approximate internal equilibrium using the opposing characteristics of these two forces. A typical external kink instability totally.dominates the evolution of MFR with infinite twist turns. Because of line-tied conditions and the curvature, the central MFR region.loses its external equilibrium and erupts outward. We emphasize the possible role of two dierent kink instabilities during the MFR.evolution: internal and external kink. The external kink is due to the violation of the Kruskal-Shafranov condition, while the internal.kink requires a safety factor q = 1 surface inside the MFR. We show that in mixed scenarios, where both instabilities compete,.complex evolutions occur owing to reconnections around and within the MFR. The S-shaped structures in current distributions appear.naturally without invoking flux emergence. Magnetic reconfigurations common to eruptive MFRs and flare loop systems are found in.our simulations.
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影响因子：
2
作者：
Z. Mei;J. Lin
通讯作者：
Z. Mei;J. Lin
DOI：
10.1086/421238
发表时间：
2004-07
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Yuhong Fan;S. Gibson
通讯作者：
Yuhong Fan;S. Gibson
DOI：
10.1088/0004-637x/759/2/105
发表时间：
2011-05
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
A. Savcheva;A. Savcheva;L. Green;A. A. Ballegooijen-A.;E. DeLuca
通讯作者：
A. Savcheva;A. Savcheva;L. Green;A. A. Ballegooijen-A.;E. DeLuca
影响因子：
6.5
作者：
Leping Li;Jun Zhang
通讯作者：
Leping Li;Jun Zhang
DOI：
10.1088/0004-637x/718/1/433
发表时间：
2010-07
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
O. Olmedo;Jie Zhang
通讯作者：
O. Olmedo;Jie Zhang