行星际日冕物质抛射结构中的多方行为

多方过程刻画了空间等离子体粒子群的热力学特征。多方指数 ${\gamma}$ 尤为重要，因为它通过量化系统在压缩或膨胀时温度的变化来描述系统的热力学行为。利用 Wind 航天器在 $01/1995 - 12/2018$ 期间的等离子体及磁场数据，我们研究了 336 个行星际日冕物质抛射（ICME）事件中的热力学演化。对每个事件，我们推导了鞘层与磁抛射结构以及事件前、后区域的指数 ${\gamma}$，随后考察了这四个区域中所有 ${\gamma}$ 指数的分布并推导各自的熵梯度，其指示了环境加热情况。我们发现，在波湍流预期最强的 ICME 鞘层区域，热力学恢复至原始准绝热过程耗时最长，而在较宁静的抛射区域恢复更快。该模式形成了一种热力学循环：ICME 上游近绝热值 ${\gamma}$ ~ ${\gamma}$${_a}$（=5/3），鞘层中 ${\gamma}$${_a}$ - ${\gamma}$ ~ 0.26，ICME 抛射中 ${\gamma}$${_a}$ - ${\gamma}$ ~ 0.13，并在 ICME 通过后恢复至 ${\gamma}$ ~ ${\gamma}$${_a}$。这些结果揭示了 ICME 等离子体中的湍流加热率：多方指数偏离绝热值越远、越接近等温值，则熵梯度越大，从而加热 ICME 等离子体的湍流加热率越高。