Characterizing proton polytropic indices inside near-Earth magnetic clouds and ICME sheaths

Interplanetary coronal mass ejections (ICMEs) 的热力学常采用多项式过程进行描述。估计多项式指数 ($\gamma$) 允许我们量化 ICME 等离子体因温度变化而产生的膨胀或压缩。本研究我们对 Wind spacecraft 在 1 AU 处观测到的大量良好观测事件的磁云 (MC)、其相关鞭层以及周围日风中质子的 $\gamma$ 进行估计。我们发现 $\gamma$ 在周围日风中呈现高值 ($\approx 1.6$) - 低值 ($\approx 1.05$) - 高值 ($\approx 1.2$) 的行为，分别位于鞭层和 MC 内部。我们还发现质子多项式指数与小尺度密度波动无关。此外，我们的结果表明，MC 等离子体中储存的能量并未用于在 1 AU 处扩大其横截面。MC 等离子体的亚绝热性暗示了外部加热——可能是由于从日冠的热导。我们发现从日冠到 MC 质子在 1 AU 处的加热梯度约为 $0.21$ erg cm$^{-1}$ g$^{-1}$，这与所需的质子加热预算相符。