太阳风中电子strahl的动理学理论

我们为电子strahl（一束从太阳沿帕克螺旋形磁力线传播的高能电子）发展了一种动理学理论。通过假设在近太阳区域（等离子体处于碰撞态）电子分布函数为麦克斯韦分布，我们推导出了在更大日球层距离处的strahl分布函数。我们考虑了使strahl展宽的两个最重要机制：库仑碰撞和与倾斜环境哨声波湍流的相互作用（反常扩散）。我们提出这些机制起重要作用的能量区间由一个近似阈值${\cal E}_c$分隔；对于电子动能${\cal E}<{\cal E}_c$，strahl宽度主要由库仑碰撞决定，而对于${\cal E}>{\cal E}_c$则由与哨声波的相互作用决定。库仑展宽随电子能量增加而减小；相反，哨声波主导的展宽随能量增加，并可导致高能电子的有效各向同性化以及电子晕的形成。阈值能量${\cal E}_c$在靠近太阳的区域相对较高，并随距离逐渐减小，意味着在较大日球层距离处反常扩散变得愈发重要。在$1$ AU处，我们估计能量阈值约为${\cal E}_c\sim 200\,{\rm eV}$。