区分慢型与Alfv\'enic慢型太阳风加速机制
太阳与恒星天体物理
2025-01-07 v1 等离子体物理
空间物理
摘要
在日冕中,等离子体被加速至数百公里/秒的速度,并被加热至比太阳表面高出数倍的温度,随后逸散形成太阳风。数十年的太空基实验表明,能量补偿过程并未在逸散后停止。相反,太阳风继续加速,并且比自由展开的绝热气体冷却得更慢。近期研究表明,快速太阳风需要超过观察到的热力学压力梯度才能提供的动量,而最慢的风则足够。额外的加速对于快速风可通过Alfv\'en波压力梯度提供。然而,在此快慢分类之外,一部分慢型太阳风表现出较高的Alfv\'enic程度,表明Alfv\'en波在其加速中发挥更大的作用,与常规慢型风流出相比。通过Solar Orbiter与Parker Solar Probe之间的精确同步,我们追踪慢风的能量情况并与相邻的Alfv\'enic慢型太阳风流进行比较。通过整合遥远与日球物理特性及建模两种不同太阳风流,发现Alfv\'enic慢型太阳风的行为方式类似于快速风,需通过波压力梯度才能解释其完整的加速,而非Alfv\'enic慢型风则可通过非绝热的电子与质子热力学压力梯度驱动。推导出的日冕源区条件表明模型兼容性良好,但需在Parker轨道以下的持续日冕观测才能有效追踪太阳风的能量情况。
引用
@article{arxiv.2501.02163,
title = {Differentiating the acceleration mechanisms in the slow and Alfv\'enic slow solar wind},
author = {Yeimy J. Rivera and Samuel T. Badman and J. L. Verniero and Tania Varesano and Michael L. Stevens and Julia E. Stawarz and Katharine K. Reeves and Jim M. Raines and John C. Raymond and Christopher J. Owen and Stefano A. Livi and Susan T. Lepri and Enrico Landi and Jasper. S. Halekas and Tamar Ervin and Ryan M. Dewey and Rossana De Marco and Raffaella D'Amicis and Jean-Baptiste Dakeyo and Stuart D. Bale and B. L. Alterman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.02163},
year = {2025}
}
备注
20 pages, 9 figures, accepted for publication to ApJ on January 3, 2025