MHD Simulations of Magnetized Rotating Jets

Astronomy Reports. 2025. Vol. 69. No. Suppl. 1. P. 80–90.

Торопина О. Д., Бисноватый-Коган Г. С., Моисеенко С. Г.

Представлены результаты МГД-моделирования сверхзвуковых астрофизических и лабораторных струй во внешнем полоидальном магнитном поле (Br,Bz) с учетом вращения вещества. Выброшенное вещество коллимируется магнитным полем, степень коллимации и структура потока зависят от соотношения между индукцией магнитного поля и угловой скоростью вещества. При сильном магнитном поле и умеренном вращении образуется бочкообразная структура вытянутой формы, оставляющая после себя стабильный отток. Внутри выброса струи наблюдается бочкообразная периодическая структура ударной волны. При умеренном магнитном поле и быстром вращении выброшенное вещество сначала значительно расширяется, но затем постепенно коллимируется в струю из-за появления тороидального магнитного поля Bphi. Образуется структура в форме кокона, которая распространяется до границы вычислительной области. Внутри кокона струи образуется полость с низкой плотностью вещества, квазистационарная во времени вблизи. Во всех случаях вращение вещества в струе передается в соседние области, что в конечном итоге приводит к генерации магнитоторсионных колебаний, связанных с появлением тороидальной компоненты поля. Тороидальное поле возникает при скручивании полоидального магнитного поля из-за зависимости угловой скорости вещества струи от радиальной (r) и осевой (z) координат. Тороидальное поле также участвует в коллимации струи.

Ключевые слова: Magnetohydrodynamics (MHD), astrophysical jets, laboratory astrophysics, numerical simulaitons