太阳风中磁螺度的尺度依赖性
太阳与恒星天体物理
2015-03-17 v2
摘要
我们利用 Ulysses 任务的观测数据，确定了高纬度地区的磁螺度以及磁能。数据集涵盖 1993 年至 1996 年的时间段。分析的基本假设是太阳风是均匀的。由于太阳风速度很高，我们遵循了 Matthaeus 等人 (1982, Phys. Rev. Lett. 48, 1256) 首创的方法，即在空间均匀性假设下，如果 Taylor 冻结流假设成立，就可以利用磁场时间序列的 Fourier 变换来构建磁能和磁螺度的一维能谱。对于本研究中使用的数据，这是一个得到很好满足的假设。磁螺度源自三维磁相关张量的反对称项，而张量的对称项用于确定磁能谱。我们的结果表明，在距离小于 2.8 AU 处，磁螺度在波数 k~2 AU^{-1}（或频率 nu~2 uHz）处发生符号改变；在更远距离处，在 k~30 AU^{-1}（或 nu~25 uHz）处发生符号改变。在小尺度上，北半球日面纬度的磁螺度为正，南半球纬度为负。小尺度上正的磁螺度被认为是湍流扩散导致其相对于太阳表面小尺度观测到的符号发生反转的结果。此外，磁螺度在 1996 年太阳活动极小期时下降。分别在一个半球上积分的磁螺度通量，在大尺度上约为 10^{45} Mx^2/cycle，在小尺度上该值低至其三分之一。
关键词
引用
@article{arxiv.1101.1709,
title = {Scale-dependence of magnetic helicity in the solar wind},
author = {Axel Brandenburg and Kandaswamy Subramanian and André Balogh and Melvyn L. Goldstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:1101.1709},
year = {2015}
}
备注
8 pages, 6 figures, ApJ (in press)