由Parker Solar Probe观测确定太阳风角动量与阿尔文半径
太阳与恒星天体物理
2021-06-23 v1 空间物理
摘要
作为太阳的基本参数，阿尔文半径与角动量损失决定了太阳风如何从亚阿尔文变为超阿尔文，以及太阳如何自转减慢。我们提出一种基于Parker Solar Probe (PSP)观测确定太阳风角动量通量的方法。通过在距太阳0.3 au内前四次飞越的数据平均，得到了黄道面附近约 dyn cm sr的通量，以及粒子与磁场间约0.7:1的通量分配。角动量通量及其粒子分量随太阳风速度递减，而磁场中的通量异常恒定。我们还观测到阿尔文半径的速度依赖性，表明太阳周围存在“崎岖”的阿尔文表面。鉴于PSP的轨道设计，仅对相对慢的太阳风才可能显著潜入阿尔文表面之下。不确定性基于在PSP与近1 au处径向对齐的航天器观测到的相同太阳风流加速剖面进行评估。我们阐明，R\'eville等人提出的“角动量悖论”可通过计入alpha粒子的贡献而消除。PSP观测到的大质子横向速度或许是太阳风加速过程所固有的，其中alpha粒子产生相反横向速度且角动量守恒。对某些恢复的alpha参数的初步分析倾向于与结果一致。
引用
@article{arxiv.2102.03376,
title = {Determination of Solar Wind Angular Momentum and Alfv\'en Radius from Parker Solar Probe Observations},
author = {Ying D. Liu and Chong Chen and Michael L. Stevens and Mingzhe Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.03376},
year = {2021}
}
备注
Accepted for publication in The Astrophysical Journal Letters