The linear and nonlinear evolution of two configurations of interest for the solar corona are presented. The first case examined refers to a cylindrically symmetric twisted magnetic flux tube which is intended to model a solar coronal loop which has evolved quasi-statically through sequences of equilibria with increasing twist due to the application of localized photospheric vortex flows. It is well known that when the twist exceeds a critical value that depends on its radial profile and on the loop length, the loop becomes kink-unstable. The nonlinear evolution of the instability is followed using a three-dimensional magnetohydrodynamic (MHD) code in cylindrical geometry in a magnetic field configuration where the net axial current is zero and radially confined, so that the magnetic field is an axial potential one in the external regions. It is shown that, during the nonlinear phase of the instability, loops develop current sheets and consequently their evolution becomes resistive with the occurrence of magnetic reconnection. The details of the reconnection phenomenon and the resistive dissipation mechanism are examined, along with the impact of the results in the understanding of coronal activity. The second case refers to a neutral sheet embedded in a plane fluid wake, which is a simplified representation of a streamer beyond the underlying coronal helmet. This wake- neutral sheet configuration is characterized by two parameters which vary with distance from the Sun: the ratio of the cross-stream velocity scale to the neutral sheet width and the ratio of the typical Alfvén velocity to the typical flow speed far from the neutral sheet. Depending on the values of these parameters, the linear theory predicts that three kinds of instability can develop when this system is perturbed: a tearing instability and two ideal fluid instabilities with different cross-stream symmetries (varicose and sinuous). In the innermost, magnetically-dominated region beyond the helmet cusp, we find that the streamer is resistively and ideally unstable, evolving from tearing-type reconnection in the linear regime to a nonlinear varicose fluid instability. Travelling magnetic islands are formed and the centre of the wake is accelerated and broadened slightly. Past the Alfvén point, where the kinetic energy exceeds the magnetic energy, the tearing mode is suppressed but an ideal sinuous fluid mode can develop, producing additional acceleration up to typical slow wind speeds and substantial broadening of the wake. Farther from the Sun, the system becomes highly turbulent due to the development of ideal secondary instabilities, thus halting the acceleration and producing strong filamentation throughout the core of the wake.
太陽コロナに関連する2つの配置の線形および非線形進化について述べる。最初に考察するのは、円筒対称のねじれた磁束管であり、これは、局所的な光球渦流の適用により増大するねじれを伴う平衡状態の系列を準静的に通過して進化する太陽コロナループをモデル化することを意図している。ねじれが、その動径プロファイルとループ長に依存する臨界値を超えると、ループはキンク不安定性を示すことがよく知られている。この不安定性の非線形進化は、円筒幾何学における3次元電磁流体力学(MHD)コードを用いて追跡され、そこでは正味の軸方向電流がゼロであり動径方向に閉じ込められているため、外部領域では磁場は軸方向ポテンシャル場となる。不安定性の非線形段階の間に、ループは電流シートを発達させ、その結果、磁気リコネクションの発生に伴ってその進化は抵抗性になることが示される。リコネクション現象と抵抗性散逸機構の詳細が調べられ、コロナ活動の理解に対する結果の影響も考察される。2番目のケースは、平面流体後流に埋め込まれた中性シートに関連し、これは下にあるコロナヘルメットを越えたストリーマーの簡略化された表現である。この後流-中性シート配置は、太陽からの距離に応じて変化する2つのパラメータによって特徴づけられる:後流横断方向の速度スケールと中性シート幅の比、および典型的なアルヴェーン速度と中性シートから遠方での典型的な流れ速度の比である。これらのパラメータの値に応じて、線形理論は、この系が摂動を受けたときに3種類の不安定性が発生し得ると予測する:テアリング不安定性と、異なる後流横断方向対称性(静脈瘤状および正弦状)を持つ2つの理想流体不安定性である。ヘルメットカスプを越えた最も内側の磁気支配領域では、ストリーマーは抵抗性かつ理想的に不安定であり、線形領域におけるテアリング型リコネクションから非線形の静脈瘤状流体不安定性へと進化することがわかる。移動する磁気島が形成され、後流の中心は加速されわずかに広がる。アルヴェーン点を過ぎると、運動エネルギーが磁気エネルギーを超え、テアリングモードは抑制されるが、理想的な正弦状流体モードが発達し得、典型的な低速太陽風速度までの追加の加速と後流の大幅な広がりを生み出す。太陽からさらに遠ざかると、理想的な二次不安定性の発達により系は高度に乱流状態となり、それによって加速は停止し、後流の中心全体に強いフィラメント化が生じる。