帕克太阳探针观测到的离子尺度波的自由能量来源
太阳与恒星天体物理
2025-12-15 v1 空间物理
摘要
帕克太阳探针（PSP）在内日球层中观测到丰富的圆偏振离子尺度波。这些波是等离子体微观不稳定性与湍流耗散之间相互作用的特征。我们对 PSP 观测到的离子尺度波进行了全任务统计调查，探究这些波是否对应于所测质子速度分布中的特定自由能量来源。我们发现左旋波（LHWs）被频繁观测到，其观测比例在靠近太阳时增加，达到约 30%。右旋波（RHWs）被观测到的频率较低，其相关时间比例在靠近太阳时递减。观测到的 LHWs 总体上与持续长时间连续发生的平行传播离子回旋波（ICW）风暴一致。当观测到 LHW 风暴时，湍流能量谱始终更陡峭；这些波风暴介导了与温度各向异性相关的自由能量的空间输运。观测到的 RHWs 总体上与倾斜和平行快磁声波（FMWs）一致，其观测与增强的质子平行热通量显著相关，后者量化了次级质子群体的存在。利用观测数据和 SAVIC 机器学习不稳定性识别算法，我们识别出一个质子热通量阈值，超过该阈值时 FMWs 很可能由质子束驱动失稳。因此，我们能够将观测到的离子尺度波的趋势与 PSP 主导科学阶段第 3 至第 24 次相遇事件中已知的自由能量来源关联起来。
引用
@article{arxiv.2512.11182,
title = {Free Energy Sources of Ion-scale Waves Observed by Parker Solar Probe},
author = {Niranjana Shankarappa and Kristopher G. Klein and Mihailo M. Martinović and Trevor A. Bowen and Davin E. Larson and Roberto Livi and Ali Rahmati and Phyllis L. Whittlesey and Michael L. Stevens},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.11182},
year = {2025}
}