由下混杂漂移不稳定性驱动的电子加速：一个扩展的准线性模型
等离子体物理
2021-08-04 v1 空间物理
摘要
密度不均匀性在空间与天体物理等离子体中无处不在，尤其在不同介质的接界处。它们常对应于在广泛时空尺度上表现出强动力学的区域。事实上，密度不均匀性是自由能源，可驱动各种不稳定性，例如下混杂漂移不稳定性，后者通过波-粒相互作用将能量传递给粒子并最终加热等离子体。我们旨在量化下混杂漂移不稳定性沿环境磁场加速和/或加热电子的效率。我们结合两种互补方法：全动理学与准线性模型。我们利用 3D-3V 全动理学数值模拟报告了由下混杂漂移不稳定性发展驱动的电子加速的自洽证据。观测到的加速效率无法用标准准线性理论解释。为此，我们开发了一个扩展的准线性模型，能够定量预测长时间尺度上下混杂涨落与电子的相互作用，现与全动理学模拟结果一致。最后，我们将这一新的扩展准线性模型应用于一个特定的不均匀空间等离子体边界：水星磁层顶，并讨论我们对电子加速的定量预测，以支持未来的 BepiColombo 观测。
引用
@article{arxiv.2104.05011,
title = {Electron acceleration driven by the lower-hybrid-drift instability: an extended quasilinear model},
author = {F. Lavorenti and P. Henri and F. Califano and S. Aizawa and N. André},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.05011},
year = {2021}
}
备注
Paper under evaluation for publication on the journal "Astronomy and Astrophysics"