Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Трубкообразная область пространства с постоянным магнитным потоком вдоль своей длины.
Tube like region of space with constant magnet flux along its length
Трубка потока – это, как правило, трубкообразная (цилиндрическая) область пространства, содержащая магнитное поле B, такая, что цилиндрические боковые поверхности трубки повсюду параллельны линиям магнитного поля. Это графический инструмент для визуализации магнитного поля. Поскольку магнитный поток не проходит через боковые поверхности трубки, поток через любое поперечное сечение трубки постоянен, и поток, входящий в трубку с одного конца, равен потоку, выходящему из трубки с другого. Как площадь поперечного сечения трубки, так и напряженность магнитного поля могут изменяться вдоль длины трубки, но магнитный поток внутри всегда остается постоянным. В астрофизике под трубкой потока обычно подразумевается область пространства, через которую проходит сильное магнитное поле, в которой поведение материи (обычно ионизированного газа или плазмы) сильно подвержено влиянию поля. Они часто встречаются вокруг звезд, включая Солнце, которое имеет множество трубок потока диаметром от десятков до сотен километров. Солнечные пятна также связаны с более крупными трубками потока диаметром 2500 км. Максвелл описал трубки потока следующим образом:
Если на любой поверхности, пересекающей линии движения жидкости, мы проведем замкнутую кривую, и если из каждой точки этой кривой мы проведем линии движения, эти линии движения образуют трубчатую поверхность, которую можно назвать трубкой движения жидкости.
A flux tube is a generally tube like (cylindrical) region of space containing a magnetic field, B, such that the cylindrical sides of the tube are everywhere parallel to the magnetic field lines. It is a graphical visual aid for visualizing a magnetic field. Since no magnetic flux passes through the sides of the tube, the flux through any cross section of the tube is equal, and the flux entering the tube at one end is equal to the flux leaving the tube at the other. Both the cross sectional area of the tube and the magnetic field strength may vary along the length of the tube, but the magnetic flux inside is always constant. As used in astrophysics, a flux tube generally means an area of space through which a strong magnetic field passes, in which the behavior of matter (usually ionized gas or plasma) is strongly influenced by the field. They are commonly found around stars, including the Sun, which has many flux tubes from tens to hundreds of kilometers in diameter. Sunspots are also associated with larger flux tubes of 2500 km diameter. Maxwell described flux tubes as:
If upon any surface which cuts the lines of fluid motion we draw a closed curve, and if from every point of this curve we draw lines of motion, these lines of motion will generate a tubular surface which we may call a tube of fluid motion.
Сжатие и расширение
В идеальной магнитогидродинамике, если цилиндрическая трубка потока длиной L сжимается, а длина трубки остается неизменной, магнитное поле и плотность трубки увеличиваются с одинаковой пропорциональностью. Если трубка потока с конфигурацией магнитного поля B и плотностью плазмы ρ, заключенная в трубку, сжимается скалярным значением α, то новое магнитное поле и плотность определяются следующим образом: Магнитное поле приводит к уменьшению давления плазмы в трубке потока, что известно как область снижения плотности плазмы. Плазма внутри петли имеет более высокую температуру, чем окружающая среда, что вызывает увеличение давления и плотности плазмы. Появление скрученных трубок потока из недр Солнца приводит к образованию скрученных магнитных структур в короне, которые, в свою очередь, приводят к образованию солнечных протуберанцев. Солнечные протуберанцы моделируются с помощью скрученных магнитных трубок, известных как канаты потока.
In ideal magnetohydrodynamics, if a cylindrical flux tube of length is compressed while the length of tube stays the same, the magnetic field and the density of the tube increase with the same proportionality. If a flux tube with a configuration of a magnetic field of and a plasma density of confined to the tube is compressed by a scalar value defined as , the new magnetic field and density are given by: The magnetic field causes the plasma pressure in the flux tube to decrease, known as the plasma density depletion region. The plasma inside the loop has a higher temperature than the surroundings causing the pressure and density of the plasma to increase. The result of emerging twisted flux tubes from the interior of the Sun cause twisted magnetic structures in the corona, which then lead to solar prominences. Solar prominences are modeled using twisted magnetic flux tubes known as flux ropes.
Планетарный
Магнитизированные планеты имеют область над ионосферой, в которой захватываются энергичные частицы и плазма вдоль линий магнитного поля – эта область называется магнитосферой. Удлинение магнитосферы в направлении от Солнца, известное как магнитохвост, моделируется в виде магнитных трубок.
Magnetized planets have an area above their ionospheres which traps energetic particles and plasma along magnetic fields, referred to as magnetospheres. The extension of the magnetosphere away from the sun known as a magnetotail is modeled as magnetic flux tubes.