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极光千米辐射——电子回旋脉泽范式

空间物理 2023-02-07 v1 地球与行星天体物理 高能天体物理现象 太阳与恒星天体物理 等离子体物理

摘要

极光千米辐射(AKR)是行星磁层强射电辐射的范式。由于其频率接近电子回旋频率和/或其低次谐波,其观测表明了源等离子体的非热状态。当等离子体进入能量激发状态,导致电子分布函数变形时,就会产生辐射。在某些条件下,这会导致“准相干”辐射。人们认为,弱相对论性电子回旋脉泽不稳定性是产生这种辐射的原因。由于在能量上,射电辐射通常在大尺度磁层现象中并非首要重要,因此就大尺度磁层物理学而言,AKR 本身已被视为一个边缘问题。本文对此观念提出质疑。AKR 主要适用于磁层扰动时期的极光区,仅携带亚暴总能量的一小部分。然而,它在高层极光电离层物理学和空间天气研究中具有诊断能力。作为一个在非热等离子体中产生辐射的基本物理问题,它仍未得到解决。即使仅处理电子回旋脉泽,许多问题也仍未解决。这些问题可以有利地在地球磁层内部通过观测和理论进行研究,这是空间中唯一可连续访问的地方。本文列出了最重要的问题,并提示了应如何着手解决。其价值在于,它应作为一种重要工具,应用于其他磁化行星、系外行星以及强磁化天体,以诊断在射电频率范围内超出热辐射、激波辐射或同步辐射的辐射所对应的物质状态。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.02344,
  title  = {Auroral Kilometric Radiation -- the Electron Cyclotron Maser Paradigm},
  author = {W. Baumjohann and R. A. Treumann},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.02344},
  year   = {2023}
}

备注

Figures 3