太阳风中由$α$粒子的漂移和温度各向异性驱动的不稳定性

我们研究了在太阳风中，平行传播的 Alfvén/离子回旋 (A/IC) 波和快磁声波/哨声波 (FM/W) 在何种条件下会被$α$粒子的差速流动和温度各向异性驱动而不稳定。我们关注 $w_{\parallel \alpha} \gtrsim 0.25 v_{\mathrm A}$ 的极限情况，其中 $w_{\parallel \alpha}$ 是平行$α$粒子热速度，$v_{\mathrm A}$ 是 Alfvén 速度。我们推导了这些波的不稳定性阈值的解析表达式，展示了例如最小不稳定$α$粒子束速度如何依赖于 $w_{\parallel \alpha}/v_{\mathrm A}$、$α$粒子温度各向异性的程度以及$α$粒子与质子的温度比。我们利用全热等离子体色散关系的数值解验证了我们的解析结果。与先前的工作一致，我们发现温度各向异性允许 A/IC 波和 FM/W 波在显著低于各向同性温度情况下的$α$粒子束速度 $U_\alpha$ 处变得不稳定。同样，相对于 $U_\alpha =0$ 的情况，差速流动降低了激发 A/IC 或 FM/W 波所需的最小温度各向异性。我们讨论了我们的结果对 1 AU 附近太阳风中$α$粒子的相关性。