太阳风中阿尔芬湍流的动力学年龄

一个演化的湍流流动（如太阳风）可以通过其“湍流年龄”来有意义地表征——即等离子体团从太阳传播到空间中某一点所经过的非线性时间的估计。帕克太阳探测器（\textit{PSP}）对近太阳太阳风的最新观测表明，速度与磁涨落之间存在高度相关性（即交叉螺旋度，$\sigma_c$），已知这会阻碍磁流体动力学（MHD）湍流的发展。在此，我们提出了一种新的太阳风湍流年龄（$A_\text{t}$）公式，该公式明确考虑了内日球层中涨落的阿尔芬性质。然后，使用多种数据源——包括\textit{PSP}、\textit{先进成分探测器}和\textit{旅行者}任务的观测，以及包含湍流输运的全球太阳风模拟——对慢速和快速太阳风流进行评估。与先前工作中忽略阿尔芬性的公式相比，本方法在中高$\sigma_c$太阳风中得到的$A_\text{t}$值更小；随后在黄道面上，慢速和快速风获得了相似的湍流年龄。研究了$A_\text{t}$在日心距离$r\sim 0.2$至40 AU之间的径向演化。发现$A_\text{t}$的增加速率在$\sim 5$ AU之前是减小的，表明内日球层中湍流的\textit{原位}发展逐渐减慢。在$\sim 5$ AU之后，该速率开始增加，这可能是由于拾取离子驱动的湍流。本文强调了交叉螺旋度在调节MHD湍流中的重要作用，其结果将有助于进一步解释太阳风中各种湍流参数径向演化的观测。