太阳风等离子体中氢和氦的碰撞热化

太阳风的原位观测经常显示 $\alpha$ 粒子（完全电离的氦）的温度 $T_\alpha$ 与质子（电离的氢）的温度 $T_p$ 存在显著差异。等离子体中的许多加热过程优先作用于 $\alpha$ 粒子，即使离子间的碰撞作用会逐渐建立热平衡。来自 $\textit{Wind}$ 航天器法拉第杯的测量表明，在距太阳 $r=1.0\ \textrm{AU}$ 处，观测到的 $\alpha$-质子温度比 $\theta_{\alpha p} \equiv T_\alpha\,/\,T_p$ 具有复杂的双峰分布。本研究将 $\theta_{\alpha p}$ 径向演化的简单模型应用于这些数据，以计算 $r=0.1\ \textrm{AU}$ 处的预期 $\theta_{\alpha p}$ 值。这些推断出的 $\theta_{\alpha p}$ 值没有 $r=1.0\ \textrm{AU}$ 处测量值所见的双峰性痕迹，而是与已知的 $\alpha$ 粒子优先加热机制的作用一致。这一结果强调了碰撞过程在太阳风动力学中的重要性，并表明类似的机制可能导致慢速风和快速风中均出现 $\alpha$ 粒子优先加热。