太阳零点半磁重联区粒子加速的动力学建模
太阳与恒星天体物理
2013-07-09 v3 等离子体物理
摘要
本文主要关注太阳日冕三维重联零点半区域的粒子加速机制。我们从 2002 年 11 月 16 日拍摄的太阳和日球层观测台（SOHO）磁图进行势场外推开始，首先进行了磁流体动力学（MHD）模拟，将 SOHO 观测到的水平运动施加于计算盒的光球边界。在零点半扇面中建立起电流后，选取演化后的 MHD 数据的一个子集，作为等离子体动力学粒子模拟（particle-in-cell）模型的初始和边界条件。我们发现，亚相对论性电子加速主要由电流片中的系统性电场驱动。在模拟的耀斑前阶段，形成了一个具有幂律能量分布的非热电子群，其幂律指数约为 -1.78。这项工作迈出了连接太阳日冕中数百 Mm 量级的宏观尺度与 cm 量级的动力学尺度的第一步，并解释了如何通过物理修正或（等效的）自然常数修正来实现这种跨尺度耦合。凭借极高的分辨率（高达 1350 亿个粒子和 35 亿个尺寸为 17.5 km 的网格单元），这些模拟为研究类太阳环境中的粒子加速提供了新机遇。
引用
@article{arxiv.1204.4947,
title = {Kinetic modeling of particle acceleration in a solar null point reconnection region},
author = {G. Baumann and T. Haugbølle and Å. Nordlund},
journal= {arXiv preprint arXiv:1204.4947},
year = {2013}
}
备注
18 pages, 12 figures