Возбуждение волн во вращающемся плазменном замагниченном цилиндре, окруженном плазменной атмосферой с учетом сжимаемости

Abstract

В цилиндрической системе координат (R, φ, z) исследуется вопрос распространения винтовых мод в длинном плазменном цилиндре с током и азимутальным магнитным полем Bφ ~ R / a, где a - радиус цилиндра, и постоянным вертикальным полем Bzi. Предполагается, что внутри цилиндра плазма движется со скоростями Vφ = ΩR / a, Vz = const, а за его границами движение среды и магнитное поле отсутствуют. Показано, что при определенных условиях имеет место эффект генерации резонансных возмущений, которые могут приводить к разрушению конфигурации плазмы. Установлено, что в этом случае энергия вращательного движения цилиндра переходит в энергию винтовых возмущений. Детально проанализированы винтовые моды, которые не приводят к резонансных событиям. Результаты работы можно применить для интерпретации данных о поведении магнитных трубок на Солнце.

В циліндричній системі координат (R, φ, z) досліджується питання розповсюдження гвинтових мод у довгому плазмовому циліндрі зі струмом і азимутним магнітним полем Bφ ~ R/a, де a — радіус циліндра, та постійним вертикальним полем Bzi. Передбачається, що всередині циліндра плазма рухається зі швидкостями Vφ = ΩR/a, Vz = const, а за його границями рух середовища та магнітне поле відсутні. Показано, що за певних умов має місце ефект генерації резонансних збурень, які можуть призводити до руйнування конфігурації плазми. Встановлено, що в цьому випадку енергія обертального руху циліндра переходить в енергію гвинтових збурень. Детально проаналізовано гвинтові моди, що не призводять до резонансних подій. Результати роботи можна застосувати для інтерпретації даних про поведінку магнітних трубок на Сонці.

In the cylindrical coordinate system (R, φ, z), the problem of the motion of helical modes in a long current carrying plasma cylinder with an azimuthal magnetic field Bφ ~ R/a, where a — is the radius of the cylinder, and a constant vertical field Bzi is investigated. It is assumed that inside the cylinder plasma moves with velocities Vφ = ΩR/a, Vz = const, and beyond its boundary the motion of the environment and the magnetic field are absent. It is shown that, under certain conditions, the generation of resonance disturbances takes place, which can lead to the destruction of the plasma configuration. It is established that in this case the energy of the rotational motion of the cylinder becomes the energy of helical perturbations. The work also analyzes in detail the helical modes, which do not lead to resonant events. The results of the work are applicable to the interpretation of data on the behavior of magnetic tubes on the Sun.