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太阳日冠中由密度梯度驱动的漂移波

太阳与恒星天体物理 2024-08-14 v1 计算物理 等离子体物理 空间物理

摘要

有研究表明,在太阳日冠条件下,漂移波可能对日冠加热作出贡献。然而,迄今为止尚未使用更高级的数值模型来确定日冠漂移波的具体性质。我们利用含氢-电子的gyrokinetic仿真(采用 GENE 代码求解 Vlasov-Maxwell 方程,假设简单 slab 几何),研究太阳日冠等离子体中密度梯度驱动的漂移波的线性性质。我们随着改变等离子体参数(如电子 \beta\b{eta}、密度梯度、磁剪切和额外温度梯度)来确定日冠密度梯度驱动的漂移波的频率和增长率。为考察有限 Larmor 半径效应对模式增长和结构的影响,我们还将gyrokinetic 仿真结果与 drift-kinetics 的结果进行比较。在大多数所考察条件下,漂移波具有正增长率,且随着密度梯度增加和 \beta\b{eta} 减小而增大。在磁剪切增加的情况下,我们发现从某一点起,增长率会达到平台。根据所考察的参考环境,这些波的频率和增长率大约在 0.10.1 mHz 到 11 Hz 范围内。这些值对应于 WISPR 探测到的太阳风中靠近太阳的不明来源的密度波动。下一步需要进行非线性仿真,以确定这些机制导致的波动幅度和等离子体加热。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.06696,
  title  = {Density-gradient-driven drift waves in the solar corona},
  author = {Michaela Brchnelova and MJ Pueschel and Stefaan Poedts},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.06696},
  year   = {2024}
}

备注

12 pages, 9 figures, accepted to Physics of Plasmas