太阳风中散射的高能粒子动力学：磁流体动力学与测试粒子模拟
太阳与恒星天体物理
2025-02-19 v3 等离子体物理
空间物理
摘要
我们对太阳风中太阳高能粒子（SEPs）的输运进行了建模。我们在稳态三维太阳风磁流体动力学模拟场中传播了相对论测试粒子。我们使用 MPI-AMRVAC 代码进行风场模拟，并使用新的三阶精度预测 - 校正时间积分方案积分相对论引导中心方程。通过包含恒定的场向散射平均自由程 ，考虑了湍流引起的粒子轨迹在速度空间中的散射。我们考虑了注入到日心距离 0.28 AU、磁纬 的太阳风中的中能 SEP 电子（）。对于 ，模拟的速度俯仰角分布与 1 AU 处的原位测量结果在定性上吻合良好。更一般地，对于 0.1 至 1\:AU 范围内的 ，观察到与速度漂移相关的能量损失率约为每天 。能量损失归因于电子逆着电场主导分量发生的磁曲率和梯度引起的极向漂移。在我们的案例研究中（代表平均太阳风条件），观测到的漂移诱导能量损失率在日心距离约 1.2 AU 处最快。我们要强调的是，绝热冷却是传播前 1.5 小时内的主导机制。仅在较晚时间，与漂移相关的损失率才变得占主导地位。
引用
@article{arxiv.2403.06706,
title = {Dynamics of energetic particles scattered in the solar wind : Magnetohydrodynamics and test-particle simulations},
author = {Houeibib Ahmed and Pantellini Filippo and Griton Lea},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.06706},
year = {2025}
}