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转换层控制日光面附近磁偏转的演化

太阳与恒星天体物理 2026-02-02 v1 空间物理

摘要

我们考察日风中亚临界磁偏转的统计特性,尤其关注支撑换向(switchbacks)定义的常见参数:磁偏转角。我们的发现与此前研究一般一致,即磁偏转角>90度在亚临界场中极不可能发生。我们发现其上限随Ma(马赫数)呈可辨识趋势,这表明随着Ma增大,日风磁偏转的渐进陡化是控制磁偏转角的可行机制。进一步分析表明,大型亚临界磁偏转倾向于由速度波动在Ma接近1时来主导,其平行分量贡献最大,而在超临界场中几乎不存在此类大型磁偏转。我们还确定径向Poynting通量SR与动能通量KR的局部比率,发现大型亚临界磁偏转角倾向于由SR主导,而超临界磁偏转最终由与径向日风流动相关的KR主导。我们的结果表明,在日光面附近(即Ma=1处),存在一个关键参数空间区域,其中速度偏转趋向于接近日光速度,KR/SR接近于1。我们将此区域(即|log10(Ma)|<0.2)称为转换层。转换层可能在磁偏转的演化中发挥重要作用,通过提供将磁能转化为粒子能的介质,可能驱动超临界日风中换向的形成。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.22321,
  title  = {Conversion Layer Controls the Evolution of Magnetic Deflections Near the Alfven Surface},
  author = {Dominic Payne and Mojtaba Akhavan-Tafti and Joshua Goodwill and Samuel Badman and Riddhi Bandyopadhyay and Subash Adhikari and William Matthaeus and Gary Zank and Chen Shi and Michael Stevens and Roberto Livi and Yeimy Rivera and Kristoff Paulson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.22321},
  year   = {2026}
}

备注

Currently under review at PRL