内日球层快速太阳风中的阿尔法粒子热力学
空间物理
2019-03-06 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
日冕和太阳风中发生的等离子体过程可通过研究不同离子物种的热力学性质来探测。然而，大多数对太阳风中正离子的原位观测是在 1 AU 处进行的，其中关于其太阳源性质的信息可能已被不可逆地抹去。在本研究中，我们旨在利用日心距离在 0.3 至 1 AU 之间的阿尔法粒子性质来研究观测点处发生的等离子体过程，并通过将我们的结果与先前对更靠近太阳的等离子体的遥感观测进行比较，推断 0.3 AU 内部发生的过程。我们重新处理了原始的 Helios 正离子分布函数，分离出阿尔法粒子群体，并计算了阿尔法粒子数密度、速度以及磁场垂直和平行温度。随后我们研究了在 0.3 至 1 AU 间观测到的快速太阳风中阿尔法粒子温度的径向变化。在 0.3 至 1 AU 之间，阿尔法粒子在磁场垂直方向被加热，在磁场平行方向被冷却。阿尔法粒子的演化受阿尔法火舌不稳定性阈值约束，这为该观测到的平行冷却与垂直加热提供了一种可能的机制。更接近太阳处，我们的观测表明阿尔法粒子在垂直方向经历加热，而在 0.3 AU 观测到的大磁场平行温度可能归因于双绝热膨胀与阿尔法粒子在 0.3 AU 内减速的联合效应。
引用
@article{arxiv.1812.06881,
title = {Alpha particle thermodynamics in the inner heliosphere fast solar wind},
author = {D. Stansby and D. Perrone and L. Matteini and T. S. Horbury and C. S. Salem},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.06881},
year = {2019}
}
备注
Accepted for publication in Astronomy and Astrophysics