交换重联导致的结构化湍流太阳风的发展
太阳与恒星天体物理
2023-08-16 v2 空间物理
摘要
通过求解描述风加速的全局磁场对齐方程，探讨了交换重联作为太阳风驱动机制的作用。低日冕中的边界条件（包括重联驱动的阿尔文 outflow 及相关加热）与此前模型不同。许多早期模型所依赖的与阿尔文波或其他 MHD 湍流相关的日冕额外加热在此被忽略。针对这一简化模型，推导出了交换重联克服重力驱动太阳风的充分条件。阿尔文喷射与重联驱动加热的结合产生了驱动太阳风所需的约 350-400 量级的阿尔文速度最小值。基于 Parker Solar Probe（PSP）观测的最新证据表明，在作为快速太阳风源区的冕洞中，该阈值通常被超过。另一方面，由于预测日冕环境中的重联具有突发特性，重联 outflow 的大小可能高度可变。其后果是一种高度不均匀的太阳风，其中某些区域速度急剧增加至超阿尔文值，而相邻区域则未能形成渐近太阳风。构建了一个简单模型来描述这些高剪切超阿尔文流的湍流混合，表明这些流动是 PSP 数据在近冕环境中记录到的阿尔文湍流及相关回转（switchback）的自由能源。给出了全局太阳风剖面，并与 Parker Solar Probe（PSP）在 12 个太阳半径处的观测进行了基准比对。
引用
@article{arxiv.2306.03425,
title = {Development of a structured, turbulent solar wind as a result of interchange reconnection},
author = {J. F. Drake and S. D. Bale and M. Swisdak and N. E. Raouafi and M. Velli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.03425},
year = {2023}
}