Plasma Astrophysics: Kinetic Processes in Solar and Stellar Coronae

این کتاب درسی به‌عنوان مقدمه‌ای بر فیزیک تاج خورشیدی و ستاره‌ای با تأکید بر فرآیندهای پلاسمای جنبشی در نظر گرفته شده است. خطاب به اخترشناسان رصدی، دانشجویان فارغ التحصیل، و فارغ التحصیلان مقطع کارشناسی ارشد بدون پایه در فیزیک پلاسما می باشد. فیزیک تاج امروز یک رشته وسیع با اهداف و اهداف مختلف است. حل کردن جنبه های واقعاً مهم یک پدیده مشاهده شده و استفاده از فیزیک مناسب برای این مورد مشکل بزرگی است. در حال حاضر چندین کتاب عالی وجود دارد که در جهت علایق اخترفیزیکدانان است که به مگنتوهیدرودینامیک جو ستارگان، انتقال تشعشع و نظریه تابش می پردازد. در فرآیندهای جنبشی، سرعت های مختلف ذرات نقش مهمی ایفا می کنند. این مورد زمانی است که برخورد ذرات را می توان نادیده گرفت، به عنوان مثال در پدیده های بسیار کوتاه - مانند یک دوره از یک موج با فرکانس بالا - یا در اثرات تولید شده توسط ذرات پر انرژی با زمان برخورد بسیار طولانی. برخی از پایدارترین مشکلات فیزیک خورشیدی، مانند گرمایش تاج، امواج ضربه ای، انتشار انرژی شعله ور و شتاب ذرات، احتمالاً حداقل تا حدی به چنین فرآیندهایی مربوط می شوند. مطالعه خورشید در اینجا به خودی خود به عنوان یک هدف در نظر گرفته نمی شود، بلکه به عنوان منبع اطلاعاتی برای کاربردهای کلی ستاره ای است. درک ما از فرآیندهای ستاره ای، به نوبه خود، به شدت به درک ما از فرآیندهای خورشیدی بستگی دارد. بنابراین مقدمه ای بر آنچه در تاج داغ و رقیق اتفاق می افتد، لزوماً با فیزیک پلاسمای نزدیکترین ستاره ما شروع می شود.

This textbook is intended as an introduction to the physics of solar and stellar coronae, emphasizing kinetic plasma processes. It is addressed to observational astronomers, graduate students, and advanced undergraduates without a ba- ground in plasma physics. Coronal physics is today a vast field with many different aims and goals. So- ing out the really important aspects of an observed phenomenon and using the physics best suited for the case is a formidable problem. There are already several excellent books, oriented toward the interests of astrophysicists, that deal with the magnetohydrodynamics of stellar atmospheres, radiation transport, and radiation theory. In kinetic processes, the different particle velocities play an important role. This is the case when particle collisions can be neglected, for example in very brief phenomena – such as one period of a high-frequency wave – or in effects produced by energetic particles with very long collision times. Some of the most persistent problems of solar physics, like coronal heating, shock waves, flare energy release, and particle acceleration, are likely to be at least partially related to such p- cesses. Study of the Sun is not regarded here as an end in itself, but as the source of information for more general stellar applications. Our understanding of stellar processes relies heavily, in turn, on our understanding of solar processes. Thus an introduction to what is happening in hot, dilute coronae necessarily starts with the plasma physics of our nearest star.