膨胀太阳风中阿尔文型回转现象的性质：三维数值模拟

回转现象——太阳风内磁场的突然反向——已被 Parker Solar Probe (PSP) 普遍观测到。它们的起源，无论是来自太阳表面附近的过程还是太阳风内部的过程，仍存在争议，并可能对太阳风加热和加速具有关键意义。在此，我们利用三维膨胀盒模拟，详细考察了膨胀太阳风中由向外传播的阿尔文波演化所产生的回转现象的性质。我们的目标是提供可检验的预言，可用于在 PSP 的回转现象观测中区分源于太阳表面过程的性质与源于阿尔文波原位演化的性质。我们展示了 Parker 螺旋的引入如何使回转现象内的磁场偏转变得不对称，优先在 Parker 螺旋平面内偏转，并朝平均场的径向分量单向旋转。由于磁场分布的高度偏斜性质，其峰值方向与平均场方向也不同。我们还探讨了回转现象的可压缩性质，磁场强度和密度涨落根据相关或反相关，取决于 $\beta$ 的值，与理论预言一致。我们还测量了这些合成回转现象边界处的磁场强度跌落和密度尖峰，二者均已被 PSP 观测到。这些性质与观测的一致性为回转现象的阿尔文波模型提供了进一步支持。