外日球层的多离子、多流体三维磁流体动力学模拟
太阳与恒星天体物理
2012-11-09 v1 空间物理
摘要
来自旅行者号 (Voyager) 探测器和星际边界探测器 (Interstellar Boundary Explorer) 的数据揭示了拾起离子 (PUIs) 对于理解外日球层（太阳风与星际介质相互作用区域）的特征和行为至关重要。在外日球层中，PUIs 携带了大部分热压力，这影响了终止激波的性质，并且它们是日球层鞘中压力的主要组成部分。本文描述了一种新的外日球层多离子、多流体三维磁流体动力学模型的开发。该模型具有追踪多个离子种群各自流体特性的附加能力。在这项初步研究中，模拟了两个离子种群：热太阳风离子和在超音速太阳风中产生的 PUIs。该模型还包括 4 种通过电荷交换与离子流体相互作用的中性流体。新的多离子模拟重现了从旅行者号观测推断出的 PUIs 在终止激波处的显著加热现象，并提供了三维日球层鞘中 PUIs 的特性。此外，还量化了由于 PUIs 与中性粒子相互作用导致日球层鞘热能损失而引起的日球层鞘变薄效应。在未来的工作中，将利用该多离子、多流体模型模拟高能中性原子 (ENA) 图，以便与星际边界探测器的数据进行比较，特别是在低于 1 keV 的 PUI 能量范围内。
引用
@article{arxiv.1211.1908,
title = {Multi-ion, multi-fluid 3-D magnetohydrodynamic simulation of the outer heliosphere},
author = {Christina Prested and Merav Opher and Gabor Toth},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.1908},
year = {2012}
}