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0.3 至 1 au 间太阳风中 Strahl 电子的散射:Helios 观测

空间物理 2019-04-24 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

根据标准模型,太阳风中的电子速度分布函数由 4 个组分构成,其中 3 个为对称组分——核、晕和超晕,另一个为磁场对齐的束状群体,称为 strahl。我们分析了两颗 Helios 航天器提供的原位测量数据,以研究内太阳系 0.3 至 1 au 之间最后一个组分即 strahl 电子群体的行为。strahl 的特征是俯仰角宽度(PAW)依赖于电子能量并随径向距离演化。我们发现,按核电子平行 beta 值(βec\beta_{ec\parallel})分类的太阳风中,strahl 电子表现出不同行为。在低 βec\beta_{ec\parallel} 太阳风中,strahl 组分更为显著,且 PAW 的变化依赖于电子能量。在低能端观察到随距离轻微的聚焦,且在 0.34 au 处测得的 strahl PAW 与无碰撞聚焦模型预测的宽度一致。在膨胀过程中观测到的高能 strahl 电子展宽可用指数关系描述,这指向一种能量依赖的散射机制。在高 βec\beta_{ec\parallel} 太阳风中,strahl 显得更宽,这与高 βec\beta_{ec\parallel} 等离子体相对于动力学不稳定性更不稳定相一致。最后我们将观测外推至 0.16 au,预测低 βec\beta_{ec\parallel} 太阳风中各能量的 strahl PAW 约为 29o^o,而高 βec\beta_{ec\parallel} 太阳风中稍宽,介于 37o^o 与 65o^o 之间。

关键词

引用

@article{arxiv.1904.08272,
  title  = {Scattering of Strahl Electrons in the Solar Wind between 0.3 and 1 au: Helios Observations},
  author = {L. Bercic and M. Maksimovic and S. Landi and L. Matteini},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1904.08272},
  year   = {2019}
}