由 alpha 粒子温度各向异性驱动的 Fire Hose 不稳定性

我们利用线性和准线性预测以及一维混合模拟方法，研究了类太阳风等离子体的性质，该等离子体包含一个相对于背景磁场表现出平行温度各向异性的次级 alpha 粒子群。我们表明，各向异性 alpha 粒子可以驱动类似于质子产生的平行 fire hose 不稳定性，但值得注意的是，即使 alpha 粒子的平行等离子体 beta 低于 1，该不稳定性也能被触发。由 alpha 粒子各向异性产生的波活动影响了更丰富的质子的演化，导致其各向异性加热。当两种离子均具有足够的平行各向异性时，它们都能驱动该不稳定性，并且我们观察到在涨落谱中产生了两个不同的峰，其中较长的波长与 alpha 粒子相关，较短的波长与质子相关。如果存在非零的相对漂移，不稳定模式优先沿与不稳定物种相关的漂移方向传播。产生的波散射粒子并将其温度各向异性降低至临界稳定状态，此外，它们还显著降低了两个离子群之间的相对漂移。由两个物种激发的模式共存，导致等离子体在质子和 alpha 粒子的 beta/各向异性参数空间的不同区域达到饱和，这与太阳风的就地观测结果非常吻合。我们的结果证实，fire hose 不稳定性很可能在太阳风中起作用，并限制了等离子体中不同离子物种的各向异性。