空间等离子体中复杂等离子体不稳定性建模——热流不稳定性的三组分电子形式体系

尽管在空间等离子体中原位观测到的电子具有三个主要组分——准热核心、超热晕和strahl——但由动力学速度空间各向异性（如相对漂移和温度各向异性）触发的不稳定性分析通常只考虑两个组分。我们证明，在当前聚焦于热流不稳定性的分析中，可以实现包含所有三个组分的真实建模。在无粒子碰撞的情况下，这些不稳定性调节主要由超热电子携带的热流。速度分布根据原位观测进行建模，采用麦克斯韦分布的核心和Kappa分布的晕和strahl。我们利用了先进的数值代码，能够求解具有麦克斯韦分布和Kappa分布的等离子体系统的线性色散和稳定性性质。不稳定解与简化双组分模型（如核心-strahl或核心-束流）获得的结果显著不同。增长率预测了两种不稳定模式的激发和相互作用——哨声波和/或firehose热流不稳定性。数值求解器'ALPS'成功应用于具有正则化Kappa分布的系统，对于这些系统色散关系的解析推导并不直接。两种不稳定性由相对漂移——核心-strahl和晕-strahl——触发，并可能对热流调节产生新的后果。特别重要的是核心-strahl不稳定性与晕-strahl漂移驱动的不稳定性相互竞争的情况，以及两种不稳定性具有相同性质并叠加的情况。未来研究有望在准线性理论和数值模拟中证实这些预测。