太阳风的比较分析：日球层内电荷态分布的建模
空间物理
2020-12-24 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
非平衡电离(NEI)是一个关键过程，在建模热力学时标远短于电离与复合时标的天体物理等离子体时常被忽略。本文中，我们对Whole Sun Month（1996年8月22日至9月18日的Carrington Rotation 1913）期间太阳风的磁流体动力学(MHD)模拟进行NEI建模，并将所得电荷态分布与Ulysses上太阳风离子组成光谱仪(SWICS)的就地测量进行比较。我们利用Ulysses在约4 AU处测得的速度将风轨迹回溯至20，并使用Predictive Science Inc.执行的MHD模拟数据获得20内的等离子体流轨迹。我们假设风从太阳表面出发且初始处于电离平衡，并沿各轨迹分析太阳风的时间依赖电离态。在我们的分析中我们：(1)基于NEI模型获得慢风与快风的电荷态密度与比值，并与就地观测比较；(2)测量SWICS观测的若干离子的“冻结”距离，以确定电离态固定时刻与冻结高度处等离子体电子密度及外向速度之间可能的关联。本研究提供了将模拟预测的外日冕电荷态分布与远日球层就地测量进行比较的严格检验，展示了将日冕附近的等离子体条件与行星际空间观测相匹配的挑战。
引用
@article{arxiv.2012.12297,
title = {Comparative Analysis of the Solar Wind: Modeling Charge State Distributions in the Heliosphere},
author = {Marcus DuPont and Chengcai Shen and Nicholas A. Murphy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.12297},
year = {2020}
}