磁云从太阳到 5.4 天文单位的动力学演化

磁云是行星际日冕物质抛射的一个特定子集，形成大尺度磁通量绳。在这项工作中，我们利用大致与太阳对齐的两艘航天器（第一艘在距太阳 1 天文单位处，第二艘在 5.4 天文单位处）的实地观测，分析了特定磁云（1998 年 3 月观测到）的演化。我们研究了磁云的膨胀、随之而来的磁场强度和质量密度的下降，以及所谓的全局理想磁流体力学不变量的可能演化。我们使用不同模型描述了两艘航天器处磁云的磁位形，并计算了两个日心距离处的相关全局量（磁通量、螺旋度和能量）。我们还将该结构回溯到太阳，以找出其太阳源。我们发现磁通量绳在 5.4 天文单位处显著扭曲。然而，我们能够在磁通量绳中心被越过之前分析数据，并将其与 1 天文单位处的观测进行比较。从观测到的磁场和质量密度衰减，我们量化了膨胀的各向异性程度，以及由此导致的磁通量绳变形，在 5.4 天文单位处其横截面纵横比约为 1.6（在垂直于太阳径向的方向上更大）。我们量化了两个位置处的理想磁流体力学不变量和磁能，发现不变量几乎守恒，而磁能随所发现的膨胀率衰减。这项多航天器研究的结果支持了使用磁流体力学不变量来连接太阳和行星际介质中的结构。我们还得出结论，根据单艘航天器观测到的速度剖面计算出的局部无量纲膨胀率，对于预测太阳风中磁通量绳的演化非常准确。