日球层激波上游高能粒子超扩散运动的参数估计
太阳与恒星天体物理
2015-06-01 v1
摘要
近期原位航天器观测表明，在日球层激波处加速的高能粒子的输运可能是反常的，即均方位移可随时间非线性增长。特别是，一种新的分析技术使得从行星际激波上游的高能粒子时间剖面研究粒子输运性质成为可能。事实上，多个激波上游微分强度的时间/空间幂律指示了超扩散。超扩散输运关键参数的完整确定包括幂律指数、超扩散系数、高能粒子剖面转变为幂律衰减的相关转变尺度，以及激波加速粒子的能谱指数。假设背景等离子体大尺度空间均匀，幂律行为可从（微观）传播子形式体系和（宏观）分数阶输运方程两者导出。我们比较两种途径，发现了两种形式体系中使用的扩散系数之间的关系。基于超扩散输运的假设，我们通过研究Ulysses和Voyager 2航天器在日球层激波上游观测到的高能粒子剖面，定量推导了这些参数，这些剖面先前已观测到超扩散粒子输运。进一步，我们联合研究了电子能谱，将观测到的谱指数值与标准扩散激波加速理论和基于超扩散输运的模型预测值进行比较。对于若干行星际激波和太阳风终止激波，我们首次获得了反常扩散常数以及粒子自由程概率转变为幂律的尺度……
引用
@article{arxiv.1505.07980,
title = {Parameter estimation of superdiffusive motion of energetic particles upstream of heliospheric shocks},
author = {Silvia Perri and Gaetano Zimbardo and Frederic Effenberger and Horst Fichtner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1505.07980},
year = {2015}
}
备注
5 Figures