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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

MAGNETIC FIELD AMPLIFICATION AND EVOLUTION IN TURBULENT COLLISIONLESS MAGNETOHYDRODYNAMICS: AN APPLICATION TO THE INTRACLUSTER MEDIUM

Texto completo
Autor(es):
Santos-Lima, R. [1] ; de Gouveia Dal Pino, E. M. [1] ; Kowal, G. [2, 1] ; Falceta-Goncalves, D. [2, 3] ; Lazarian, A. [4] ; Nakwacki, M. S. [5, 6]
Número total de Autores: 6
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Sao Paulo, Inst Astron Geofis & Ciencias Atmosfer, BR-05508090 Sao Paulo - Brazil
[2] Univ Sao Paulo, Escola Artes Ciencias & Humanidades, BR-03828000 Sao Paulo - Brazil
[3] Univ St Andrews, Sch Phys & Astron, SUPA, St Andrews KY16 9SS, Fife - Scotland
[4] Univ Wisconsin, Dept Astron, Madison, WI 53706 - USA
[5] Consejo Nacl Invest Cient & Tecn, Inst Astron & Fis Espacio, RA-1033 Buenos Aires, DF - Argentina
[6] Univ Buenos Aires, FCEN, RA-1053 Buenos Aires, DF - Argentina
Número total de Afiliações: 6
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: ASTROPHYSICAL JOURNAL; v. 781, n. 2 FEB 1 2014.
Citações Web of Science: 38
Resumo

The amplification of magnetic fields (MFs) in the intracluster medium (ICM) is attributed to turbulent dynamo (TD) action, which is generally derived in the collisional-MHD framework. However, this assumption is poorly justified a priori, since in the ICM the ion mean free path between collisions is of the order of the dynamical scales, thus requiring a collisionless MHD description. The present study uses an anisotropic plasma pressure that brings the plasma within a parametric space where collisionless instabilities take place. In this model, a relaxation term of the pressure anisotropy simulates the feedback of the mirror and firehose instabilities, in consistency with empirical studies. Our three-dimensional numerical simulations of forced transonic turbulence, aiming the modeling of the turbulent ICM, were performed for different initial values of the MF intensity and different relaxation rates of the pressure anisotropy. We found that in the high-beta plasma regime corresponding to the ICM conditions, a fast anisotropy relaxation rate gives results that are similar to the collisional-MHD model, as far as the statistical properties of the turbulence are concerned. Also, the TD amplification of seed MFs was found to be similar to the collisional-MHD model. The simulations that do not employ the anisotropy relaxation deviate significantly from the collisional-MHD results and show more power at the small-scale fluctuations of both density and velocity as a result of the action of the instabilities. For these simulations, the large-scale fluctuations in the MF are mostly suppressed and the TD fails in amplifying seed MFs. (AU)

Processo FAPESP: 10/50298-8 - Kinetic magnetohydrodynamics and astrophysical collicionless plasmas
Beneficiário:Maria Soledad Nakwacki
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 11/12909-8 - Campos magnéticos, turbulência e efeitos de plasma no meio intergaláctico
Beneficiário:Diego Antonio Falceta Gonçalves
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 13/04073-2 - Reconexão magnética e processos relacionados em plasmas astrofísicos colisionais e acolisionais: das chamas solares para fontes extragaláticas
Beneficiário:Grzegorz Kowal
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
Processo FAPESP: 07/04551-0 - Turbulência no meio intergaláctico e a origem e evolução dos campos magnéticos cósmicos
Beneficiário:Reinaldo Santos de Lima
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Processo FAPESP: 09/54006-4 - Um cluster de computadores para o Departamento de Astronomia do IAG-USP e para o Núcleo de Astrofísica da UNICSUL
Beneficiário:Elisabete Maria de Gouveia Dal Pino
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
Processo FAPESP: 13/18815-0 - Reconexão magnética e processos relacionados em plasmas astrofísicos colisionais e acolisionais: das chamas solares para fontes extragaláticas
Beneficiário:Grzegorz Kowal
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Apoio a Jovens Pesquisadores
Processo FAPESP: 13/15115-8 - Estudo de efeitos de plasma não-colisional: aplicação ao meio intra-aglomerado de galáxias
Beneficiário:Reinaldo Santos de Lima
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 09/50053-8 - Magnetic reconnection and particle acceleration in astrophysical sources and diffuse media
Beneficiário:Grzegorz Kowal
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 06/50654-3 - Investigação de fenômenos de altas energias e plasmas astrofísicos: teoria, observação e simulações numéricas
Beneficiário:Elisabete Maria de Gouveia Dal Pino
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático