行星磁层中相对论电子与哨声波模波粒相互作用中混沌导致的增强相空间扩散
空间物理
2007-05-23 v2
摘要
电子与哨声波模(whistler mode)波的混沌相互作用已被证明为相空间增强扩散提供了一种机制。俯仰角扩散与电子散射入损失锥相关，从而提供极光沉降电子的源。单支平行于背景磁场传播的哨声波与电子共振，但过程非随机。此前已表明，第二支反向传播的哨声波的引入给系统带来随机性，从而增强相空间扩散。此处我们将先前工作推广以包含相对论效应。对完整相对论洛伦兹方程作数值求解，以适用于更广参数空间。我们考虑按内禀行星磁层缩放的参数，针对具有“薄饼(pancake)”速度分布即速度空间大各向异性的电子群。我们表明扩散迅速，发生于数十个电子回旋周期量级的时间尺度，并对波幅、波频与垂直速度强烈敏感。利用旅行者1号(Voyager 1)数据，我们估算了木星Io环中哨声波幅，并表明双哨声机制在毫秒时间尺度上由初始薄饼分布产生高达10度的俯仰角扩散。
引用
@article{arxiv.physics/9911075,
title = {Enhanced Phase Space Diffusion due to Chaos in Relativistic Electron- Whistler Mode Wave Particle Interactions in Planetary Magnetospheres},
author = {W J Wykes and S. C. Chapman and G. Rowlands},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/9911075},
year = {2007}
}
备注
14 pages, latex, 5 figures, submittes to PSS