水星处的动理学尺度磁湍流与有限拉莫尔半径效应

我们使用高阶结构函数技术的非平稳推广，研究了MESSENGER航天器在其首次飞越（2008年1月14日）水星近空间环境期间记录的磁场涨落的统计特性，重点关注参与太阳风-磁层相互作用的关键边界区域。我们的分析首次表明，动理学尺度涨落在水星磁层中直至由信号非平稳性所限定的最大可分辨时间尺度~20秒内都扮演着重要角色，这表明该行星的湍流在很大程度上受有限拉莫尔半径效应控制。特别是，我们报道了存在一个高度湍流且扩展的、充满超低频振荡波包的前激波系统，磁鞘中的宽带间歇性涨落，水星磁尾中心等离子体片中的离子动理学湍流，以及在向外（黎明侧）磁层顶处遇到的内部电流片中的动理学尺度涨落。总体而言，我们的测量表明，赫耳墨斯（水星）磁层及其周围区域受到由组成离子种类的回旋轨道有限尺寸所引入的非磁流体动力学效应的强烈影响。这些效应的物理机制及其对水星磁场结构和动力学的潜在关键影响仍有待理解。