双群体 α 粒子分布对等离子体稳定性的影响
太阳与恒星天体物理
2024-12-09 v1 等离子体物理
空间物理
摘要
弱碰撞等离子体的稳定性可由线性理论很好地描述，所产生的波在这些系统的热力学中起着重要作用。表征粒子动力学行为的速度分布函数（VDF）通常表示为各向异性双麦克斯韦分布之和。对于太阳风等离子体的大多数原位观测（由日球层任务实现），对离子采用三个双麦克斯韦分布模型，假设 VDF 由质子核心、质子束和单个 He（α）粒子群体组成，各自具有各自的密度、整体速度和各向异性温度。由于仪器限制，通常无法分辨 α 束成分。太阳轨道器太阳风分析仪质子和 α 传感器（SWA PAS）具有足够的速度空间覆盖和精度，能够常规地表征次级 α 群体。这一设计使 SWA PAS 数据集成为研究 α 粒子束对等离子体动力学稳定性影响的理想工具。我们测试了磁场功率谱中观测到的波特征，并将其与线性等离子体理论的预测进行比较，后者多普勒频移到航天器参考系。我们发现，考虑 α 粒子束成分对于预测观测功率谱中的相干波特征是必要的，强调了将 α 粒子群体分开处理的重要性，这与对质子所做的传统做法一致。此外，我们证明束成分的漂移是大多数斜向于磁场传播的模的主要来源，而它们的温度各向异性是太阳风中平行快磁声波模的主要来源。
引用
@article{arxiv.2412.04885,
title = {Impact of Two-Population $\alpha$-particle Distributions on Plasma Stability},
author = {Mihailo M. Martinović and Kristopher G. Klein and Rossana De Marco and Daniel Verscharen and Raffaella D'Amicis and Roberto Bruno},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.04885},
year = {2024}
}