帕克太阳探测器与冕洞喷流的模拟遭遇

太阳冕洞喷流是小型、瞬态、准直的抛射物，最易在冕洞（CHs）中观测到。即将开展的帕克太阳探测器（PSP）任务提供了首次在近太阳处原位遭遇 CH 喷流并考察其内部结构与动力学的机会。利用预计的任务轨道参数，我们基于 CH 喷流的完全三维磁流体力学（MHD）模型模拟了 PSP 遭遇过程。我们发现，具有不同波模与可压缩性水平的三个喷流内部区域具有可由 PSP 探测的 distinct 识别特征。前导 Alfvén 波前及其紧邻尾迹以跨阿尔文速度的等离子体流伴轻微密度增强为特征。该波前呈现快开关型 MHD 激波特征，其到达以突然发生的大幅横向速度与磁场振荡（在空间和时间上高度相关）为信号。拖尾部分以稠密等离子体的超声但亚阿尔文速度外流为特征，其速度与磁场振荡不相关。该可压缩区域包含喷流的大部分质量。紧邻尾迹与稠密喷流之间的区域即远尾迹，混合并过渡了另两个区域的特征。除分别探测各区域外，我们还模拟了共转 PSP-喷流遭遇。在此场景中，模拟航天器悬停于产生喷流的 CH 上方，如任务共转阶段可能发生的情况，依次采样各喷流区域。我们估计 PSP 在任务寿命期内将遭遇大量 CH 喷流。