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首次 PSP 太阳近距离探测中尺度依赖阿尔芬性的度量

空间物理 2019-12-17 v1 太阳与恒星天体物理 等离子体物理

摘要

太阳风表现出高度阿尔芬性活动的时段,其中速度涨落与磁涨落彼此对齐或反对齐。人们普遍认同,帕克太阳探测器(PSP)在首次近距离探测期间观测到的太阳风等离子体速度与磁场涨落大多高度阿尔芬性。然而,需要阿尔芬性的定量度量来理解这些涨落的特征描述如何与先前在内、外日球层、快风与慢风以及高、低纬度任务中的标准度量相比较。为研究此问题,我们采用若干度量来量化阿尔芬性的程度——阿尔芬比 rAr_A、归一化交叉螺度 σc\sigma_c、归一化剩余能量 σr\sigma_r,以及速度与磁涨落间夹角的余弦 cosθvb\cos\theta_{vb}。我们表明,尽管总体印象是 PSP 首次探测采样的太阳风中阿尔芬性很大,但在某些区间内交叉螺度在非常大尺度上就开始下降。这些长度尺度(常 >1000di> 1000 d_i)处于惯性区内部,因此这些尺度上交叉螺度的抑制不能归因于动力学物理。这种大尺度上的下降可能由 PSP 采样的内日球层中存在的大尺度剪切解释。在某些情况下,尽管交叉螺度一直恒定至噪声基底,剩余能量却在惯性区随尺度减小。这些结果表明,考虑所有这些度量来量化阿尔芬性十分重要。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.07181,
  title  = {Measures of Scale Dependent Alfv\'enicity in the First PSP Solar Encounter},
  author = {T. N. Parashar and M. L. Goldstein and B. A. Maruca and W. H. Matthaeus and D. Ruffolo and R. Bandyopadhyay and R. Chhiber and A. Chasapis and R. Qudsi and D. Vech and D. A. Roberts and S. D. Bale and J. W. Bonnell and T. Dudok de Wit and K. Goetz and P. R. Harvey and R. J. MacDowall and D. Malaspina and M. Pulupa and J. C. Kasper and K. E. Korreck and A. W. Case and M. Stevens and P. Whittlesey and D. Larson and R. Livi and M. Velli and N. Raouafi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07181},
  year   = {2019}
}

备注

Submitted to special issue of ApJ for Parker Solar Probe