太阳驱动磁化喷流：日球层结构再探
太阳与恒星天体物理
2015-06-23 v2 空间物理
摘要
关于日球层的经典公认观点认为，其呈静止的彗星状，沿太阳穿越星际介质 (ISM) 的运动方向延伸，跨度达数千天文单位 (AU)。本文基于磁流体动力学 (MHD) 模拟表明，太阳扭曲磁场的张力（箍缩）力将终止激波之外的太阳风等离子体约束住，并驱动向北和向南的喷流，这与天体物理喷流非常相似。由于太阳穿越 ISM 的运动，这些喷流偏转进入尾部区域，类似于穿越星系际介质的弯曲星系喷流。星际风将两股喷流吹向尾部区域，但不足以像某些天体物理喷流那样 (Morsony et al. 2013) 迫使两个瓣合并成单一的彗星状尾部。相反，星际风绕过日球层并流入两股喷流之间的赤道区域。正如某些存在扭折不稳定性 (kink unstable) 的天体物理喷流 (Porth et al. 2014) 一样，我们在此表明日球层喷流是湍流的（源于大尺度 MHD 不稳定性与重联），并在 400 AU 之外强烈混合太阳风与 ISM。由此产生的湍流对日球层中的粒子加速具有重要影响。这种双瓣结构与 IBEX 观测到的日球尾部的能量中性原子 (ENAs) 图像 (McComas et al. 2013) 一致，其中南北两侧可见两个瓣；同时也支持 CASSINI 观测到的 ENAs 所提出的日球层“无尾”建议 (Krimigis et al. 2009, Dialynas et al. 2013)。
引用
@article{arxiv.1412.7687,
title = {Magnetized jets driven by the sun: the structure of the heliosphere revisited},
author = {M. Opher and J. F. Drake and B. Zieger and T. I. Gombosi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.7687},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 5 figures; Astrophysical Journal Letters; in press