Simulation of the “Central Engine” of Astrophysical Jets within the Plasma Focus Facility

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Laboratory plasma ejections within the plasma focus facilities (the structure of their electric currents, rotation, shock wave arising from interaction with the ambient medium) reproduce all the main elements of jets from young stars. On the other hand, the physical processes responsible for the launch of a plasma ejection are still not well understood, and therefore there is still no unequivocal answer to the question of how adequately the laboratory experiment reproduces the mechanism of astrophysical jet formation. In this paper, we formulated the conditions under which the similarity of physical processes can also take place in the “central engine” of a laboratory experiment leading to the launch of a plasma ejection, based on the analysis of the effects of nonideal magnetohydrodynamics.

About the authors

V. S. Beskin

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and Technology (State Research University)

Author for correspondence.
Email: beskin@lpi.ru
119991, Moscow, Russia; 141701, Dolgoprudny, Russia

References

  1. S. Komissarov and O. Porth, New Astron. Rev. 92, id. 101610 (2021).
  2. S. W. Davis and A. Tchekhovskoy, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 58, 407 (2020).
  3. R. E. Pudritz and T. P. Ray, Frontiers in Astron. and Space Sci. 6, id. 54 (2019).
  4. R. P. Fender, in Compact Stellar X-ray Sources, edited by W. Lewin and M. van der Klis (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2006), p. 381.
  5. К. А. Постнов, Успехи физ. наук 169, 545 (1999).
  6. В. С. Бескин, В. И. Крауз, С. А. Ламзин, Успехи физ. наук, в печати.
  7. B. Albertazzi, A. Ciardi, M. Nakatsutsumi, T. Vinci, et al., Science 346, 325 (2014).
  8. J. M. Stone, N. Turner, K. Estabrook, B. Remington, D. Farley, S. G. Glendinning, and S. Glenzer, Astrophys. J. Suppl. 127, 497 (2000).
  9. В. С. Беляев, Г. С. Бисноватый-Коган, А. И. Громов, Б. В. Загреев, А. В. Лобанов, А. П. Матафонов, С. Г. Моисеенко, О. Д. Торопина, Астрон. журн. 95, 171 (2018).
  10. S. V. Lebedev, A. Frank, and D. D. Ryutov, Rev. Modern Physics 91, id. 025002 (2019).
  11. P. M. J. Bellan, J. Plasma Phys. 84, id. 755840501 (2018).
  12. V. I. Krauz, V. S. Beskin, and E. P. Velikhov, Intern. J. Modern Physics D 27, id. 1844009 (2018).
  13. G. Pelletier and R. E. Pudritz, Astrophys. J. 394, 117 (1992).
  14. J. Heyvaerts and C. Norman, Astrophys. J. 347, 1055 (1989).
  15. В. С. Бескин, Осесимметричные стационарные течения в астрофизике (М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005).
  16. N. V. Filippov, T. I. Filippova, I. V. Khutoretskaia, V. V. Mial-ton, and V. P. Vinogradov, Phys. Letters A 211, 168 (1996).
  17. V. I. Krauz, K. N. Mitrofanov, V. V. Myalton, V. P. Vinogradov, et al., Plasma Phys. Rep. 36, 937 (2010).
  18. В. С. Бескин, Я. Н. Истомин, А. М. Киселев, В. И. Крауз и др. Радиофизика 59, 1004 (2016).
  19. В. И. Крауз, К. Н. Митрофанов, Д. А. Войтенко, Г. И. Астапенко, А. И. Марколия, А. П. Тимошенко, Астрон. журн. 96, 156, (2019).
  20. M. Scholz, R. Miklaszewski, V. A. Gribkov, and F. Mezzetti, Nukleonika 45, 155 (2000).
  21. E. A. Andreeshchev, D. A. Voitenko, V. I. Krauz, A. I. Mar-koliya, Yu. V. Matveev, N. G. Reshetnyak, and E. Yu. Khau-tiev, Plasma Phys. Rep. 33, 218 (2007).
  22. С. С. Ананьев, С. В. Суслин, А. М. Харрасов, ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез 39, 69 (2016).
  23. T. Haruki, H. Reza Yousefi, K. Masugata, J.-I. Sakai, Y. Mizuguchi, N. Makino, and H. Ito, Phys. Plasmas 13, id. 082106 (2006).
  24. T. Byvank, J. T. Banasek, W. M. Potter, J. B. Greenly, C. E. Seyler, and B. R. Kusse, Phys. Plasmas 24, id. 122701 (2017).
  25. E. S. Lavine and S. You, Phys. Rev. Lett. 123, id. 145002 (2019).
  26. Ю. Н. Жуков, А. И. Марколия, А. Ф. Попов, А. Ф. Чачаков, Журн. техн. физики 71, 32 (2001).
  27. V. Valenzuela-Villaseca, L. G. Suttle, F. Suzuki-Vidal, J. W. D. Halliday, et al., Plasma Phys. Rep., in press.
  28. В. И. Крауз, К. Н. Митрофанов, А. М. Харрасов, И. В. Ильичев, В. В. Мялтон, С. С. Ананьев, В. С. Бес-кин, Астрон. журн. 98, 29 (2021).
  29. С. С. Ананьев, В. И. Крауз, В. В. Мялтон, А. М. Харрасов, ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез 40, 21 (2017).
  30. L. Soto, C. Pavez, J. Moreno, M. J. Inestrosa-Izurieta, et al., Phys. Plasmas 21, id. 122703 (2014).
  31. С. И. Брагинский, в сб. Вопросы Теории Плазмы, под. ред. М. А. Леонтовича (М.: Атомиздат, 1963) 1, 183.
  32. V. I. Sotnikov, B. S. Bauer, J. N. Leboeuf, P. Hellinger, P. Trávniček, and V. Fiala, Phys. Plasmas 11, 1897 (2004).
  33. В. П. Виноградов, В. И. Крауз, А. Н. Мокеев, В. В. Мял-тон, А. М. Харрасов, Физика плазмы 42, 1033 (2016).
  34. Д. Макдоналд, Р. Прайс, К. С. Торн, Черные дыры. Мембранный подход (М.: Мир, 1988).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (469KB)
Indexing metadata
3.

Download (710KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 В.С. Бескин