多流体 MHD 太阳风终止激波处的熵产生

在一系列早期论文中，我们推导了离子和电子速度分布函数及其在穿越太阳风终止激波时的速度矩表达式。正如我们在那里所示，通过引入适当的粒子不变量并利用刘维尔定理，可以获得由太阳风质子、太阳风电子和拾取质子的分压贡献相加而成的最终总下游压力的显式解。这些表达式第一步提供了下游等离子体流中总等离子体压力的主要贡献，并一致地确定了激波压缩比。在此，我们从激波下游的这些独立流体压力出发，首次评估了不同流体在穿越激波到达下游侧时由激波诱导的熵产生。正如本文所示，所得的离子熵产生与此前使用离子对激波压缩的伪多方反应的計算结果存在显著偏差，后者选择多方指数来描述在激波穿越过程中类似于 VOYAGER 观测到的流体特定反应。从这些后者模型导出的离子熵跃变依赖于拾取离子的丰度，而我们的计算则相反，给出了与丰度无关的离子熵产生，其仅取决于激波压缩比以及上游磁场与激波面法线之间的倾角。我们还表明，只有将强烈加热的电子纳入熵平衡，才能达到刚好满足热力学允许极限的总熵产生。