太阳风中的质子与电子温度及其与太阳风速度的关联
太阳与恒星天体物理
2023-02-22 v2 等离子体物理
空间物理
摘要
太阳风的加热与加速仍是日球层物理中根本的未解问题之一。通常观测到质子温度与太阳风速度高度相关，而电子温度与太阳风速度呈反相关或无明确相关。此处我们检视Parker Solar Probe (PSP)与WIND的数据，并将观测与模拟结果比较。PSP在30太阳半径以下的观测清晰显示质子温度与风速正相关、电子温度与风速负相关。一年的WIND数据（2019）确认质子温度与太阳风速度正相关，但电子温度对慢风随太阳风速度增大而升高，对快风则随太阳风速度增大而降低。利用具有不同质子与电子温度的一维Alfv\'en波驱动太阳风模型，我们首次发现：若耗散的Alfv\'en波能量大部分加热离子而非电子，则自然产生正的相关与负的相关。若电子获得耗散波能量中微小但有限的一部分，则相关随到太阳的径向距离演化，使负相关逐渐转为正相关。模型结果表明Alfv\'en波是太阳风中观测到的质子与电子温度演化的可能解释之一。
引用
@article{arxiv.2301.00852,
title = {Proton and electron temperatures in the solar wind and their correlations with the solar wind speed},
author = {Chen Shi and Marco Velli and Roberto Lionello and Nikos Sioulas and Zesen Huang and Jasper S. Halekas and Anna Tenerani and Victor Réville and Jean-Baptiste Dakeyo and Milan Maksimović and Stuart D. Bale},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.00852},
year = {2023}
}