太阳风质子通过压缩涨落和等离子体不稳定性实现无碰撞各向同性化

压缩涨落是天体物理等离子体湍流中一个次要但重要的组成部分。在太阳风中，长波长的压缩慢模涨落会导致 $\beta_{\parallel \mathrm p}\equiv 8\pi n_{\mathrm p}k_{\mathrm B}T_{\parallel \mathrm p}/B^2$ 和 $R_{\mathrm p}\equiv T_{\perp \mathrm p}/T_{\parallel \mathrm p}$ 的变化，其中 $T_{\perp \mathrm p}$ 和 $T_{\parallel \mathrm p}$ 分别是质子的垂直和平行温度，$B$ 是磁场强度，$n_{\mathrm p}$ 是质子密度。如果压缩涨落的幅度足够大，$R_{\mathrm p}$ 会跨越一个或多个各向异性驱动的微不稳定性阈值。这些微不稳定性增强的场涨落会散射质子，从而减小压强张量的各向异性。我们提出，这种散射驱使 $R_{\mathrm p}$ 的平均值远离边际稳定性边界，直到 $R_{\mathrm p}$ 的涨落值不再跨越该边界。我们使用线性 Vlasov-Maxwell 理论来描述大尺度压缩涨落，从而对这一“涨落各向异性效应”进行建模。我们认为，该效应可以解释为何在近乎无碰撞的太阳风中，$R_{\mathrm p}$ 的平均值接近 1。