快速磁声波波列：从蝌蚪形到回旋镖形

由场向等离子体不均匀性导引的快速传播磁声波波列已在太阳日冕中被确凿地观测到。在较大高度上的观测表明，快速波列能够从激发位置传播很长的距离。我们研究了在场向零-$\beta$ 等离子体板中线性 regime 下充分发展的色散快速磁声波波列的特征时间信号。快速波列由空间局域的脉冲驱动激发，并沿波导传播，其传播由波导引起的色散所决定。在具有更陡横向密度分布的板中，发展完全的波列被证明由三个不同阶段组成：周期随时间的延长而缩短的长周期准周期阶段、明显不同周期共存的多次周期（peloton）阶段，以及短寿命的周期 Airy 阶段。这些阶段的出现归因于波导色散导致的快速波群速度对平行波数的非单调依赖，并且对轴对称（sausage）模式和非轴对称（kink）模式表现为不同。在小波分析中，这对应于波列谱从先前已知的蝌蚪形到新的回旋镖形的转变，在较短和较长周期处具有两条清晰的臂。我们描述了一个先前发表的日冕快速波列射电观测，其高度暗示了小波谱从蝌蚪形到回旋镖形的变化，与我们的建模大体一致。讨论了这些回旋镖形快速波列用于探测波导日冕等离子体横向结构的可应用性。