一次离子回旋波事件中的质子与阿尔法粒子驱动不稳定性
太阳与恒星天体物理
2023-10-24 v1
摘要
太阳风中的离子尺度波事件或“波暴”的特征是在本地离子回旋频率处或附近出现磁场涨落增强以及相干磁场偏振特征。本文详细研究了 Parker 太阳探测器（PSP）第四次飞越中的一次此类波事件，其包含一个左手（LH）偏振的初始时段突然转变为强右手（RH）偏振时段，并伴随阿尔法粒子与质子速度分布函数中清晰的核心-束流结构。线性稳定性分析表明，LH 偏振波为反太阳方向传播的阿尔芬/离子回旋（A/IC）波，主要由质子核心群体的质子回旋不稳定性驱动；RH 偏振波为反太阳方向传播的快磁声波/哨声波（FM/W），由次级阿尔法粒子束流群体中的类.firehose 不稳定性驱动。从 LH 到 RH 的突然转变是由质子核心温度各向异性的下降引起的。我们发现线性理论预测的不稳定波模的频率与偏振同磁场能谱中观测到的结果高度吻合。鉴于 PSP 观测到的离子尺度波特征的普遍性，本工作揭示了在内日球层波-粒相互作用中可能活跃并介导能量传输的确切不稳定性，同时也强调了次级阿尔法粒子群体作为罕见被考虑的自由能来源在产生波活动中的作用。
引用
@article{arxiv.2310.14136,
title = {Proton and Alpha Driven Instabilities in an Ion Cyclotron Wave Event},
author = {Michael D. McManus and Kristopher G. Klein and Davin Larson and Stuart D. Bale and Trevor A. Bowen and Jia Huang and Roberto Livi and Ali Rahmati and Orlando Romeo and Jaye Verniero and Phyllis Whittlesey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.14136},
year = {2023}
}