磁层顶处的粒子轨道：开尔文-亥姆霍兹诱导的捕获
高能天体物理现象
2019-08-09 v3 等离子体物理
摘要
开尔文-亥姆霍兹不稳定性 (KHI) 是太阳风物质进入磁层的一种已知机制。利用三维电阻磁流体力学模拟，双中纬度重联 (DMLR) 过程被证明可通过混合与重联高效地将太阳风物质交换进入磁层。本文中，我们计算了穿过 DMLR 构型的试探粒子轨道。在瞬时电磁场中，采用引导中心近似积分带电粒子轨迹。我们详细研究了电子粒子轨道及其动能演化中所涉及的机制，以通过粒子特征识别 DMLR 的特定标志。带电粒子轨道主要受磁曲率漂移影响。我们识别出复杂的、暂时被捕获的轨迹，其中电场与（重联后）磁场变化的结合形成了局部空腔，粒子在逃逸前于其中获得能量。通过将因 KHI 发展而强烈变形的场中的轨道与由初始构型得到的教科书式镜像-漂移轨道比较，我们识别了 DMLR 过程中形成的电流片所产生的效应。我们在 DMLR 发展的多个代表性阶段进行了上述比较。
引用
@article{arxiv.1810.04324,
title = {Particle orbits at the magnetopause: Kelvin-Helmholtz induced trapping},
author = {Matthieu Leroy and Bart Ripperda and Rony Keppens},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.04324},
year = {2019}
}
备注
Matching accepted version in AGU JGR: Space Physics