A 2-D Riemann problem is designed to study the development and dynamics of the slow shocks that are thought to form at the boundaries of reconnection exhausts. Simulations are carried out for varying ratios of normal magnetic field to the transverse upstream magnetic field (i.e., propagation angle with respect to the upstream magnetic field). When the angle is sufficiently oblique, the simulations reveal a large firehose-sense (P>P) temperature anisotropy in the downstream region, accompanied by a transition from a coplanar slow shock to a non-coplanar rotational mode. In the downstream region the firehose stability parameter ɛ=1-μ0(P-P)/B2 tends to plateau at 0.25. This balance arises from the competition between counterstreaming ions, which drive ɛ down, and the scattering due to ion inertial scale waves, which are driven unstable by the downstream rotational wave. At very oblique propagating angles, 2-D turbulence also develops in the downstream region.

1.
P. A.
Sweet
, in
IAU Symposium in Electromagnetic Phenomena in Cosmical Physics
, edited by
B.
Lehnet
(
Cambridge University Press
,
New York
,
1958
), p.
123
.
2.
E. N.
Parker
,
J. Geophys. Res.
62
,
509
, doi: (
1957
).
3.
H. E.
Petschek
, in
Proceedings of AAS-NASA Symposium on Physics of Solar Flares
,
1964
, Vol.
50
, pp.
425
439
.
4.
S.
Tsuneta
,
Astrophys. J.
456
,
840
, (
1996
).
5.
D. W.
Longcope
,
S. E.
Guidoni
, and
M. G.
Linton
Astrophys. J.
690
,
L18
(
2009
).
6.
W. C.
Feldman
,
S. J.
Schwartz
,
S. J.
Bame
,
D. N.
Baker
,
J. T.
Gosling
,
J. E. W.
Hones
,
D. J.
McComas
,
J. A.
Slavin
,
E. J.
Smith
, and
R. D.
Zwickl
,
Geophys. Res. Lett.
11
,
599
, doi: (
1984
).
7.
W. C.
Feldman
,
R. L.
Tokar
,
J.
Birn
,
J. E. W.
Hones
,
S. J.
Bame
, and
C. T.
Russell
,
J. Geophys. Res.
92
,
83
, doi: (
1987
).
8.
E. J.
Smith
,
J. A.
Slavin
,
B. T.
Tsurutani
,
W. C.
Feldman
, and
S. J.
Bame
,
Geophys. Res. Lett.
11
,
1054
, doi: (
1984
).
9.
J.
Seon
,
L. A.
Frank
,
W. R.
Paterson
,
J. D.
Scudder
,
F. V.
Coroniti
,
S.
Kokubun
, and
T.
Yamamoto
,
Geophys. Res. Lett.
22
,
2981
, doi: (
1995
).
10.
J.
Seon
,
L. A.
Frank
,
W. R.
Paterson
,
J. D.
Scudder
,
F. V.
Coroniti
,
S.
Kokubun
, and
T.
Yamamoto
,
J. Geophys. Res.
101
,
27383
, doi: (
1996
).
11.
M.
Øieroset
,
T. D.
Phan
,
R. P.
Lin
, and
B. U. Ö.
Sonnerup
,
J. Geophys. Res.
105
,
25247
, doi: (
2000
).
12.
M.
Hoshino
,
T.
Mukai
,
I.
Shinohara
,
Y.
Saito
, and
S.
Kokubun
,
J. Geophys. Res.
105
,
337
, doi: (
2000
).
13.
D. W.
Walthour
,
J. T.
Gosling
,
B. U. Ö.
Sonnerup
, and
C. T.
Russell
,
J. Geophys. Res.
99
,
23705
, doi: (
1994
).
14.
D. W.
Swift
,
J. Geophys. Res.
88
,
5685
, doi: (
1983
).
15.
D.
Winske
,
E. K.
Stover
, and
S. P.
Gary
,
Geophys. Res. Lett.
12
,
295
, doi: (
1985
).
16.
N.
Omidi
and
D.
Winske
,
J. Geophys. Res.
97
,
14801
, doi: (
1992
).
17.
Y.
Lin
and
L. C.
Lee
,
Space Sci. Rev.
65
,
59
(
1993
).
18.
L.
Yin
,
D.
Winske
,
W.
Daughton
, and
F. V.
Coroniti
,
J. Geophys. Res.
110
, doi: (
2005
).
19.
L.
Yin
,
D.
Winske
, and
W.
Daughton
,
Phys. Plasmas
14
,
062105
(
2007
).
20.
W.
Daughton
,
D.
Winske
,
L.
Yin
, and
S. P.
Gary
,
J. Geophys. Res.
106
,
25031
, doi: (
2001
).
21.
J. F.
Drake
,
M.
Swisdak
,
T. D.
Phan
,
P. A.
Cassak
,
M. A.
Shay
,
S. T.
Lepri
,
R. P.
Lin
,
E.
Quataert
, and
T. H.
Zurbuchen
,
J. Geophys. Res.
114
,
05111
, doi: (
2009
).
22.
S.
Bale
,
J.
Kasper
,
G. G.
Howes
,
E.
Quataert
,
C.
Salem
, and
D.
Sundkvist
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
211101
(
2009
).
23.
R. F.
Lottermoser
,
M.
Scholer
, and
A. P.
Matthews
,
J. Geophys. Res.
103
,
4547
, doi: (
1998
).
24.
M. S.
Nakamura
,
M.
Fujimoto
, and
K.
Maezawa
,
J. Geophys. Res.
103
,
4531
, doi: (
1998
).
25.
Y.
Lin
and
D. W.
Swift
,
J. Geophys. Res.
101
,
19859
, doi: (
1996
).
26.
M.
Scholer
and
R. F.
Lottermoser
,
Geophys. Res. Lett.
25
,
3281
, doi: (
1998
).
27.
M.
Cremer
and
M.
Scholer
,
Geophys. Res. Lett.
26
,
2709
, doi: (
1999
).
28.
M.
Cremer
and
M.
Scholer
,
J. Geophys. Res.
105
,
27621
, doi: (
2000
).
29.
M. A.
Shay
,
J. F.
Drake
,
B. N.
Rogers
, and
R. E.
Denton
,
Geophys. Res. Lett.
26
,
2163
, doi: (
1999
).
30.
M. A.
Shay
,
J. F.
Drake
, and
M.
Swisdak
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
155002
(
2007
).
31.
A.
Zeiler
,
D.
Biskamp
,
J. F.
Drake
,
B. N.
Rogers
,
M. A.
Shay
, and
M.
Scholer
,
J. Geophys. Res.
107
,
1230
, doi: (
2002
).
32.
F. V.
Coroniti
,
Nucl. Fusion
11
,
261
(
1971
).
33.
G.
Schmidt
,
Physics of High Temperature Plasmas – An Introduction
(
Academic Press Inc
.,
New York
,
1996
), Chap. 7, pp.
248
250
.
34.
Yi-Hsin
Liu
,
J. F.
Drake
, and
M.
Swisdak
The effects of strong temperature anisotropy on the kinetic structure of collisionless slow shocks and reconnection exhausts. II: Theory
” (submitted).
35.
B. U. Ö.
Sonnerup
,
G.
Paschmann
,
I.
Papamastorakis
,
N.
Sckopke
,
G.
Haerendel
,
S. J.
Bame
,
J. R.
Asbridge
,
J. T.
Gosling
, and
C. T.
Russell
,
J. Geophys. Res.
86
,
10049
, doi: (
1981
).
36.
J. T.
Gosling
,
R. M.
Skoug
,
D. J.
McComas
, and
C. W.
Smith
,
J. Geophys. Res.
110
,
A01107
, doi: (
2005
).
37.
D.
Krauss-Varban
N.
Omidi
,
Geophys. Res. Lett.
22
,
3271
, doi: (
1995
).
38.
M.
Hoshino
,
T.
Mukai
, and
T.
Yamamoto
,
J. Geophys. Res.
103
,
4509
, doi: (
1998
).
39.
E.
Mjolhus
,
J. Plasma. Phys.
16
,
321
(
1976
).
40.
S. R.
Spangler
and
B. B.
Plapp
,
Phys. Fluids B
4
,
3356
(
1992
).
41.
A.
Barnes
and
J. V.
Hollweg
,
J. Geophys. Res.
79
,
2302
, doi: (
1974
).
42.
D.
Winske
and
N.
Omidi
,
J. Geophys. Res.
97
,
14779
, doi: (
1992
).
43.
L.
Yin
,
D.
Winske
,
W.
Daughton
, and
K. J.
Bowers
,
Phys. Plasmas
14
,
062104
(
2007
).
44.
W.
Daughton
and
S. P.
Gary
,
J. Geophys. Res.
103
,
20613
, doi: (
1998
).
45.
R. C.
Davidson
and
H. J.
Volk
,
Phys. Fluids
11
,
2259
(
1968
).
46.
D.
Krauss-Varban
,
N.
Omidi
, and
K. B.
Quest
,
J. Geophys. Res.
99
,
5987
, doi: (
1994
).
47.
D.
Winske
and
N.
Omidi
,
Geophys. Res. Lett.
17
,
2297
, doi: (
1990
).
48.
R. A.
Treumann
,
Astron. Astrophys. Rev.
17
,
409
(
2009
).
49.
E. A.
Lucek
,
T. S.
Horbury
,
M. W.
Dunlop
,
P. J.
Cargill
,
S. I.
Schwartz
,
A.
Balogh
,
P.
Brown
,
C.
Carr
,
K. H.
Fornacon
, and
E.
Georgescu
,
Ann. Geophys.
20
,
1699
, doi: (
2002
).
50.
M.
Omidi
and
D.
Winske
,
J. Geophys. Res.
95
,
2281
, doi: (
1990
).
51.
M.
Scholer
,
J. Geophys. Res.
98
,
47
, doi: (
1993
).
52.
A. R.
Bell
,
Mon. Not. R. Astron. Soc.
182
,
147
(
1978
).
53.
M. A.
Lee
,
J. Geophys. Res.
87
,
5063
, doi: (
1982
).
54.
L. A.
Fisk
,
G.
Gloeckler
, and
T. H.
Zurbuchen
,
Astrophys. J.
644
,
631
(
2006
).
55.
R. B.
Decker
,
Space Sci. Rev.
48
,
195
(
1988
).
56.
R. Z.
Sagdeev
,
Rev. Plasma Phys.
4
,
23
(
1966
).
You do not currently have access to this content.