<< 2.1. Уравнение для плотности | Оглавление | 2.3. Эффект N 2: >>

2.2. Эффект N 1: усиление при сжатии

Будем говорить, что АВ усиливается, если растет амплитуда пульсаций магнитного поля, поскольку именно они, а не пульсации скорости, определяют рост давления АВ.

Как уже отмечалось, в ПЗО , что является признаком АВ большой амплитуды. В этих волнах можно не разделять магнитное поле на невозмущенную компоненту и возмущения. Пусть облако однородно и амплитуда АВ не зависит от координаты. Тогда третий член справа в (5) обнуляется. Пусть скорость сжатия облака много меньше возмущений скорости в АВ, поэтому соотношение (1) можно заменить на

Тогда из постоянства амплитуды следует, что второй член справа в (5) близок к нулю. В итоге из (5) с учетом (4) находим

откуда следует, что

Соотношения (8) были впервые получены, по-видимому, в работе [10] причем, более сложным путем.

Заметьте, мы нигде не считали сжатие симметричным, но объяснить соотношения (8) можно проще всего в случае плоского сжатия поперек пульсаций скорости и магнитного поля. Если бы эти пульсации были независимы, то увеличивалась бы только за счет роста плотности: , , но возрастала бы гораздо быстрее: , , поскольку вмороженное в плазму магнитное поле при поперечном сжатии растет как (см. [5]). Однако обмен энергией между пульсациями скорости и магнитного поля приводит к среднему показателю: .

Соотношения (8) подтверждаются строгой моделью [11], пригодной, в частности, для описания АВ в свободно коллапсирующем слое однородной плазмы. Один из главных параметров в этой задаче - отношение времени свободного коллапса к начальному периоду волны, . На рис. 1 показана эволюция пульсаций в некотором движущемся элементе плазмы при . Заметьте, что частота пульсаций в системе отсчета, движущейся вместе с элементом плазмы, меняется по закону .

С хорошей точностью можно считать [10], что давление АВ
. Поэтому зависимость означает, что АВ большой амплитуды при однородном сжатии ведут себя подобно газу с показателем политропы , т. е. могут довольно сильно сопротивляться сжатию. Если бы эти волны не теряли энергию из-за диссипативных процессов, они могли бы серьезно затруднить коллапс ПЗО, а значит и звездообразование в целом.

Соотношения (8) фактически выведены в предположении, что характерное время сжатия много больше периода волны в сопутствующей системе отсчета. А что будет в противоположном случае? Модель, исследованная в работе [11], допускает произвольный темп сжатия. Оказывается, при пульсации скорости и магнитного поля расцепляются и перестают осциллировать во времени: волна становится чисто пространственной (вмораживается в плазму).

---

<< 2.1. Уравнение для плотности | Оглавление | 2.3. Эффект N 2: >>

Публикации с ключевыми словами: МГД - альвеновские волны - Плазма Публикации со словами: МГД - альвеновские волны - Плазма
См. также: Один год на Солнце Альвеновские волны "Z-машина" устанавливает неожиданный рекорд температуры на Земле От плазмы солнечной короны к плазме на нейтронных звездах Плазменная турбулентность Плазма Танец Солнца Все публикации на ту же тему >>