高马赫数行星际激波中的返流离子：太阳轨道器在任务主阶段期间的测量
空间物理
2023-11-29 v1 等离子体物理
摘要
太阳轨道器是由欧洲空间局开发的任务，在内日球层进行原位等离子体探测，同时对太阳进行遥感观测。我们的研究考察了 2021 年 10 月 30 日激波的粒子观测。粒子提供了激波上游数分钟内的离子反射的明确证据。此外，磁场与电场观测包含激波附近的复杂电磁结构，我们旨在探究它们与离子动力学如何关联。本研究的主要目标是增进我们对行星际激波高马赫数区域中粒子与激波结构之间复杂耦合的理解。我们使用磁场与电场、探针-航天器电势以及热粒子与高能粒子的观测来刻画激波前沿结构与粒子动力学。此外，利用离子速度分布函数研究反射离子及其与激波的耦合。为确定激波参数并研究波动，我们采用了多种方法，包括冷等离子体理论、奇异值分解、最小方差分析和激波 Rankine-Hugoniot 关系。为支持实验数据的分析与解释，使用了测试粒子分析与混合粒子在胞模拟。离子速度分布函数显示出上游数分钟以返流离子形式存在的粒子反射的明确证据。激波结构在斜坡区与 whistler 前兆处具有复杂特征。返流离子可能受复杂激波结构调制，而 whistler 波很可能由足区中的回旋离子驱动。观测到高达 20 keV 的超热离子，但未观测到能量高于此值的激波加速粒子。
引用
@article{arxiv.2310.09050,
title = {Backstreaming ions at a high Mach number interplanetary shock: Solar Orbiter measurements during the nominal mission phase},
author = {Andrew P. Dimmock and Michael Gedalin and Ahmad Lalti and Domenico Trotta and Yuri V. Khotyaintsev and Daniel B. Graham and Andreas Johlander and Rami Vainio and Xochitl Blanco-Cano and Primoz Kajdič and Christopher J. Owen and Robert F. Wimmer-Schweingruber},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.09050},
year = {2023}
}