太阳风中磁通量绳合并与折返结构

帕克太阳探测器（PSP）的一项重大发现是太阳风径向速度存在大量局域性增加，并伴随磁场急剧偏转——即折返（SB）。SB 的一种可能产生机制是通过太阳表面附近开放与闭合磁通量之间的磁重联（称为交换重联），导致磁通量绳（FR）被抛射进入太阳风。观测还表明 SB 会发生合并，这与这些结构的 FR 图像一致。本文通过直接观测、解析分析和数值模拟，探讨了 FR 合并对太阳风中 SB 结构控制的作用。解析分析揭示了 FR 结构的关键特征及其随日心距离 R 的标度关系，这些特征与观测一致，并揭示了合并在控制 SB 结构中的关键作用。研究表明，FR 合并在能量上有利于减弱环绕磁场的强度，并驱动观测到的 SB 伸长。另一个后果是 SB 内部轴向磁场的主导地位，这导致了观测中揭示的 SB 边界处磁场向轴向方向的急剧旋转特征。最后，SB 的 FR 模型中 SB 面积的径向标度表明，SB 识别的观测概率应对 R 不敏感，这与 PSP 最新 SB 观测统计分析结果一致。