基于 Vlasov 理论对短波长太阳风涨落的新见解

质子回旋尺度以下的太阳风（SW）湍流性质是当前广泛研究的课题。尽管最近的观测证据表明在亚离子尺度上动力学阿尔芬波（KAW，$\omega<{\omega_{ci}}$）占主导地位，但其他研究表明 KAW 模式无法将湍流级联传递至电子尺度，而哨声模（即 \omega>\omega_{ci}}）更为相关。在此，我们建议在典型的太阳风条件（通常 $\beta_i\gtrsim \beta_e\sim 1$）和高斜传播角（$80^\circ\leq \Theta_{\bf kB}<90^\circ$，如 Cluster 卫星数据所观测）下，研究短波长等离子体模式的关键性质。这些条件下等离子体模式的线性性质知之甚少，这与记录详尽的冷等离子体极限和/或中等斜传播角（$\Theta_{\bf kB} <80^\circ$）形成对比。基于 Vlasov 动能理论的线性解，我们讨论了每种等离子体模式（快模、Bernstein 模、KAW、哨声模）在将能量级联传递至电子尺度方面的相关性。我们特别指出，剪切阿尔芬模在 $k\rho_i\gtrsim1$ 尺度上延伸，根据各向异性 $k_\parallel/ k_\perp$ 的不同，表现为哨声模（\omega>\omega_{ci}}）或 KAW 模（\omega<\omega_{ci}}）。这与普遍接受的观点（即哨声支是快磁声波模在高频处的延续）形成对比。此外，我们表明哨声支比 KAW 支受到更强的阻尼，这使得后者成为将能量级联传递至电子尺度的更相关候选者。我们讨论了这些新发现如何有助于解决关于小尺度湍流性质的争议，并探讨了对当前及未来太阳风航天器波动测量的意义。