太阳风磁反转简化模型中的高能粒子动力学
太阳与恒星天体物理
2023-09-13 v1 等离子体物理
空间物理
摘要
背景。近期在内日球层的航天器观测揭示了局部阿尔文型磁场反转的存在，而磁场强度几乎保持不变。它们被称为磁反转（magnetic switchback），在帕克太阳探测器（Parker Solar Probe）所探测的近太阳等离子体环境中非常普遍。目的。我们使用一个磁场强度恒定的反转数值简化模型，以探索反转对典型太阳高能粒子能量范围内高能粒子传播的影响。方法。我们将反转建模为大小可调、由两个旋转间断包围的空间区域。通过测试粒子模拟，可将单能粒子束以不同的初始俯仰角和回旋相位角注入到反转上游。在每次模拟中，粒子能量也可改变。结果。粒子动力学受粒子回旋半径与反转尺寸之比的强烈影响，当粒子回旋半径与反转尺寸相当时会发生多次俯仰角散射。此外，粒子运动对初始条件极为敏感，意味着向混沌的过渡；对于系统的某些参数，大量粒子在与反转相互作用时被反射回上游。这些结果可能对内日球层的太阳高能粒子输运产生深远影响，因此讨论了与航天器原位数据的可能比较。
引用
@article{arxiv.2307.13338,
title = {Energetic particle dynamics in a simplified model of a solar wind magnetic switchback},
author = {F. Malara and S. Perri and J. Giacalone and G. Zimbardo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.13338},
year = {2023}
}