合成建模辅助的太阳风数据分析:从时间数据更好地理解等离子体参考系变化
太阳与恒星天体物理
2024-05-22 v1 等离子体物理
空间物理
摘要
对太阳风(一种源自太阳的湍流各向异性等离子体流)的原位测量大多由单个航天器完成,产生一维时间序列。将这些测量结果转换到等离子体的空间参考系是一项巨大的挑战,但这是将测量结果与MHD湍流理论进行直接比较所必需的。在此,我们提出一个工具包,基于将太阳风波动合成为具有可调谱各向异性和功率各向异性的二维噪声图,它可以帮助真实数据的时间-空间转换。具体而言,通过跟踪航天器穿过噪声图的轨迹(相对速度和相对于某个平均磁场的角度),并调整其属性以模拟太阳风的特性,可以通过相关噪声图的结构函数来量化时间数据波动代表等离子体参考系中平行或垂直波动的可能性。还可以生成合成时间数据,为应用于太阳风数据的分析提供测试平台。我们通过研究Parker Solar Probe的E7轨迹和数据演示了该工具,并展示了其几种可能的使用方式。我们发现,航天器参考系中的时间变化是来自等离子体参考系中的平行还是垂直变化,很大程度上取决于所测太阳风的谱和功率各向异性。本文提出的此类底层合成模型辅助的数据分析,可以为未来解释测量结果开辟新途径,特别是在从时间测量中更可靠地确定等离子体参考系物理量方面。
引用
@article{arxiv.2405.12547,
title = {Solar wind data analysis aided by synthetic modeling: a better understanding of plasma-frame variations from temporal data},
author = {Norbert Magyar and Jaye Verniero and Adam Szabo and Jiyuan Zhang and Tom Van Doorsselaere},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.12547},
year = {2024}
}
备注
Accepted as of 19/05/2024