地球磁鞘中的慢电子空穴
空间物理
2024-02-28 v1 地球与行星天体物理
等离子体物理
摘要
我们展示了在地球磁鞘中由磁层多尺度（Magnetospheric Multiscale, MMS）航天器观测到的静电孤立波的统计分析。通过对约两分钟间隔内收集的数百个孤立波应用单航天器干涉测量法，我们发现几乎所有孤立波都具有正极性的静电势，并以准平行于局部磁场的方向传播，其等离子体参考系速度约为 100 km/s。这些孤立波的典型平行半宽为 10 至 100 米，介于 1 到 10 个德拜长度之间；典型的静电势振幅为 10 到 200 mV，介于局部电子温度的 0.01% 到 1% 之间。这些孤立波与准麦克斯韦离子速度分布函数相关，其等离子体参考系速度与离子热速度相当，且远低于电子热速度。我们认为，这些正极性的孤立波是慢电子空穴，并估算了其加速的时间尺度，该加速源于与离子的相互作用，量级约为一秒。对慢电子空穴的观测表明，其寿命短于加速时间尺度。我们认为，由于这些孤立波的空间尺度过短，此前应用于它们的多元航天器干涉测量法并不适用。慢电子空穴的来源及其在电子 - 离子能量交换中的作用仍有待确定。
引用
@article{arxiv.2402.16916,
title = {Slow electron holes in the Earth's magnetosheath},
author = {Z. I. Shaikh and I. Y. Vasko and I. H. Hutchinson and S. R. Kamaletdinov and J. C. Holmes and D. L. Newman and F. S. Mozer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.16916},
year = {2024}
}