准平行弓激波中质子局地加速至 100 keV
空间物理
2021-10-12 v1 地球与行星天体物理
高能天体物理现象
等离子体物理
摘要
MMS 航天器在准平行弓激波中的近期观测显示出离子被快速加热并加速至约 100 keV 的能量。研究表明，一种显著的加速机制是与由梯度驱动不稳定性产生的一谱波的非线性相互作用，这些不稳定性包括下混杂漂移（LHD）不稳定性、修正双流（MTS）不稳定性与电子回旋漂移（ECD）不稳定性。测试粒子模拟显示，观测到的波谱可通过 ExB 机制将质子快速加速至数百 keV。ExB 波机制与激波处的冲浪子（surfatron）机制相关，但通过与随机加热条件耦合，它借助一个回旋周期内的波暴发作在更短的时间与空间尺度上产生显著加速。本文结果建立在为 Cluster 任务开发的四点测量技术遗产之上，并意味着无需借助 Fermi 加速、扩散激波加速与激波漂移加速等概念来解释地球弓激波处质子加速至数百 keV 的现象。
引用
@article{arxiv.2106.10416,
title = {Local acceleration of protons to 100 keV in a quasi-parallel bow shock},
author = {Krzysztof Stasiewicz and Bengt Eliasson and Ian J. Cohen and Drew L. Turner and Robert E. Ergun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.10416},
year = {2021}
}
备注
16 pages, 5 figures, accepted for publication in JGR: Space Physics