太阳风可压缩湍流中反向传播波碰撞下的质子加热
太阳与恒星天体物理
2015-11-11 v1 空间物理
摘要
磁流体湍流被认为在加热实验室、空间和天体物理等离子体中起着关键作用。然而，湍流涨落与粒子动力学之间的精确联系尚未建立。在此，我们基于Wind航天器太阳风测量诊断的波特征和质子速度分布，给出了等离子体湍流加热的清晰证据。首次，我们可以报告太阳风湍流中反向传播磁流体波的同步观测。与传统反向传播阿尔文波的范式不同，在这种新型太阳风可压缩湍流中，反太阳风的阿尔文波（AWs）遭遇到向太阳风的慢磁声波（SMWs）。反向传播的AWs和SMWs分别对应于不平衡Elsässer变量的主导和次要群体。AWs与SMWs之间的非线性相互作用由一波的可能振荡方向与另一波的可能传播方向之间的非正交性推断得出。相关的质子在其速度分布中显示出双向不对称束流：向太阳风的束流呈短而窄的模式，反太阳风的则呈宽广延伸的尾状。这表明多种波粒相互作用，即与动力学尺度上的AWs和SMWs的回旋共振和朗道共振，正在共同垂直和平行地加热质子。
引用
@article{arxiv.1509.04077,
title = {Proton Heating in Solar Wind Compressible Turbulence with Collisions between Counter-propagating Waves},
author = {Jiansen He and Chuanyi Tu and Eckart Marsch and Christopher H. K. Chen and Linghua Wang and Zhongtian Pei and Lei Zhang and Chadi S. Salem and Stuart D. Bale},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.04077},
year = {2015}
}