A Theory of Large-Scale Flows of Rotating Partially Ionized Spaceand Astrophysical Plasma in the Approximation of Hall Magnetohydrodynamics

T. V. Galstyan; Галстян Т. В.; D. A. Koshkina; Кошкина Д. А.; D. A. Klimachkov; Климачков Д. А.; A. S. Petrosyan; Петросян А. С.

doi:10.31857/S0367292124090086

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

Авторы: Галстян Т.В.¹^,2, Кошкина Д.А.¹^,2, Климачков Д.А.¹, Петросян А.С.¹^,2
Учреждения:
1. Институт космических исследований РАН
2. Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Выпуск: Том 50, № 9 (2024)
Страницы: 1124-1140
Раздел: КОСМИЧЕСКАЯ ПЛАЗМА
URL: https://cardiosomatics.ru/0367-2921/article/view/683722
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292124090086
EDN: https://elibrary.ru/DVBNTB
ID: 683722

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

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.

Ключевые слова

частично ионизованная плазма, вращение, холловская магнитная гидродинамика, волны

Полный текст

Список литературы

Petrosyan A., Klimachkov D., Fedotova M., Zinyakov T. // Atmosphere. 2020. V. 11(4). P. 314. doi: 10.3390/atmos11040314.
Fedotova M., Klimachkov D., Petrosyan A. // Universe. 2021. V. 7(4). P. 87. doi: 10.3390/universe7040087.
Петросян А.С. Федотова М.А., Климачков Д.А. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 209. doi: 10.31857/S0367292122601229.
Witalis E.A. // Phys. Scripta. 1987. V. 35. P. 689. doi: 10.1088/0031-8949/35/5/013.
Ilgisonis V.I. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2001. V. 43. P. 1255. doi: 10.1088/0741-3335/43/9/307.
Huba J.D. // Lect. Notes. Phys. 2003. V. 615. P. 166. doi: 10.1007/3-540-36530-3_9.
Морозов А.И. Введение в плазмодинамику. М.: Физматлит, 2006.
Wardle P.B.P. // Mon. Not. Royal Astron. Soc. 2008. V. 385(4). P. 2269. doi: 10.1111/j.1365-2966.2008.12998.x.
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.
Soler R., Ballester J.L. // Front. Astron. Space Sci. 2022. V. 9. P. 74. doi: 10.3389/fspas.2022.789083.
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.
Benavides S.J., Flierl G.R. // J. Fluid Mech. 2020. V. 900. P. A28. doi: 10.1017/jfm.2020.500.
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.
Goldreich P., Reisenegger A. // Astrophys. J 1992. V. 395. P. 250. doi: 10.1086/171646.
Wardle M. // Mon. Not. Royal Astron. Soc. 1999. V. 307(4). P. 849. doi: 10.1046/j.1365-8711.1999.02670.x.
Balbus S.A., Terquem C. // Astrophys. J. 2001. V. 552. P. 235. doi: 10.1086/320452.
Dikpati M., Gilman A.P. // Astrophys. J. 2001. V. 551, P. 536. doi: 10.1086/320080.
Wei X. // Astrophys. J. 2016. V. 828. P. 30. doi: 10.3847/0004-637X/828/1/30.
Zaqarashvili T.V., Oliver R., Ballester J. L., Shergelashvili B.M. // Astron. Astrophys. 2007. V. 470. P. 815. doi: 10.1051/0004-6361:20077382.
Lakhin V.P., Ilgisonis V.I. // Phys. Plasmas. 2011. V. 18(9). P. 092103. doi: 10.1063/1.3628302.
Ильгисонис В.И. // УФН. 2009. Т. 179(7). С. 790. doi: 10.3367/UFNr.0179.200907i.0790.
Arendt P. N. Jr. // arXiv:astro-ph/9801194v1. 1998.
Thyagaraja A., McClements K.G. // Phys. Plasmas. 2009. V. 16(9). P. 092506. doi: 10.1063/1.3238485.
Zawistowski Z.J., Kovivchak Ya. // Wave Motion. 2017. V. 72. P. 62. doi: 10.1016/j.wavemoti.2016.12.001.
Ерофеев В.И., Солдатов И. Н. // Акуст. Ж. 2000. Т. 46. С. 644.