亚阿尔芬太阳风中湍流涨落的表征

Parker Solar Probe (PSP) 在第 8 至 14 次相遇期间观测到了亚阿尔芬太阳风区间，这些区域中的低频磁流体动力学湍流可能与超阿尔芬风中的不同。我们将一种新的模态分解分析 (Zank et al 2023) 应用于 PSP 在 2021 年 4 月 28 日观测到的亚阿尔芬流，识别并表征了熵、磁岛、前向和后向 Alfvén 波（包括弱/非传播的 Alfvén 涡旋）以及前向和后向快慢磁声模。密度涨落主要且几乎同等来自熵和后向传播的慢磁声模。模态分解为每种模态提供了相位信息（频率和波数 k）。熵-密度涨落具有波数各向异性 $k_{||} >> k_{perp}$，而慢模密度涨落具有 $k_{perp} > k_{||}$。磁场涨落主要是磁岛模 ($\delta B^i$)，单向传播的 Alfvén 波 ($\delta B^{A+}$) 贡献了 O(1) 的较小部分，产生方差各向异性 <{\delta B^i}^2> / <\delta B^A}^2> = 4.1。不可压缩磁涨落主导了来自快慢磁声模的可压缩贡献。磁岛谱在垂直波数上呈 Kolmogorov 形式的 $k_{perp}^{-1.6}$，而单向 Alfvén 波谱为 $k_{||}^{-1.6}$ 和 $k_{perp}^{-1.5}$。快磁声模基本上以 Alfvén 速度传播，具有反相关的横向速度和磁场涨落，并且由于 $beta_p<<1$ 几乎完全是磁性的。横向速度涨落是快磁声模中的主导速度分量，而纵向涨落在慢模中占主导。模态分解是识别 MHD 湍流基本构建块的有效工具，并提供了关于每种模态的详细相位信息。