地球磁层顶附近电子分布的非麦克斯韦性
等离子体物理
2021-11-03 v1 空间物理
摘要
地球外磁层、磁鞘与太阳风中的等离子体本质上是无碰撞的。这意味着粒子分布通常不在热力学平衡中，并且显著偏离麦克斯韦分布。这些分布的偏离可被激波、湍流与磁重联等等离子体过程进一步增强。此类分布可能对多种动理学等离子体不稳定性不稳定，而这些不稳定性反过来修改电子分布。本文利用磁层多尺度（MMS）航天器的数据，计算并量化了观测电子分布相对于双麦克斯韦分布函数的偏离。对数千万个电子分布的统计研究表明，观测到的非麦克斯韦性的主要来源是地球低密度磁层中由 distinct 热成分与冷成分组成的电子分布。这导致在低密度下出现大的非麦克斯韦性。然而，在进行统计研究后，我们发现了在给定密度下观测到较大非麦克斯韦性的区域。高度非麦克斯韦分布常见于地球弓激波、地球外磁层以及磁重联的电子扩散区。在湍流磁鞘中观测到增强的非麦克斯韦性，但它是间歇性的且与局地过程无关。本文探讨了增强非麦克斯韦性的成因。
引用
@article{arxiv.2102.09639,
title = {Non-Maxwellianity of electron distributions near Earth's magnetopause},
author = {D. B. Graham and Yu. V. Khotyaintsev and M. André and A. Vaivads and A. Chasapis and W. H. Matthaeus and A. Retino and F. Valentini and D. J. Gershman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.09639},
year = {2021}
}