Solar wind turbulence 对行星 bow shock 的影响
空间物理
2024-12-04 v1
摘要
过去的几十年里，靠近地球的太空舰台观测提供了关于弓形冲击物理的见解，表明太阳风内在的湍流影响弓形冲击的动力学。然而，基于全局数值模拟的理论研究尚未探讨湍流太阳风与行星磁层之间的全局三维相互作用。本文首次针对这一空白进行研究，考察了这种相互作用的全局动力学，为揭示其背后物理过程提供了新视角。我们检验了湍流太阳风如何影响磁化行星环境或类地行星外星人的三维结构和动力学，使用全新的数值代码 Menura。我们采用混合 PIC 模型 Menura 进行湍流太阳风及其与类地磁星球相互作用的全局数值模拟。我们表明，太阳风湍流全局性地影响弓形冲击的形状和动力学、磁层sheath 结构以及离子前冲动力学。我们指出，湍流太阳风破坏前冲波动的连贯性，在弓形冲击的准垂直面上引发大幅波动，促进弓形冲击鼻部附近气泡状结构的形成，并修改磁层区域的属性。当与湍流太阳风为 laminar（层流）情况进行比较时，这些现象都不会发生。湍流太阳风对弓形冲击、磁层sheath 和离子前冲区域的三维形状和动力学产生影响。在观察和模拟太阳风-行星相互作用时，应当考虑这一影响。我们讨论了这些发现对当前和未来进入日托宇宙的任务的相关性。
引用
@article{arxiv.2409.17942,
title = {Impact of solar wind turbulence on a planetary bow shock},
author = {E. Behar and F. Pucci and C. Simon Wedlund and P. Henri and G. Ballerini and L. Preisser and F. Califano},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.17942},
year = {2024}
}