彗星周围的太阳风动力学：范式性的反平方律模型

目的。Rosetta 航天器对彗星 67P/Churyumov-Gerasimenko（67P）附近太阳质子的观测可由正比于 1/r^2 的有效磁场中的平面运动建模。我们旨在对此类动力学提供透彻研究，清晰描述入射粒子流的行为。此后我们便能将模型的自由参数标定至 Rosetta 观测。方法。使用动力学分析的基本工具。它们导出系统相关参数的定义与可能轨迹类型的分类。利用如此获得的形式体系，可研究来自无穷远的粒子流所形成的结构。结果。所有轨迹由两个由首次积分导出的特征半径 rE 与 rC 参数化。存在三种不同类型的运动，由对应于 rE = rC 的分离线划分。我们给出了由积分定义的轨迹解析表达式。利用此形式体系，对来自无穷远的粒子流（建模入射太阳风）的应用仅给出一个自由参数，即标定问题的半径 rE。产生一个半径为 0.28 rE 的圆形空腔，以及一条过密度曲线（类似于光学中的焦散）。在每次观测时刻，rE 可标定至 Rosetta 等离子体测量，给出对太阳粒子动力学（入射方向、空腔与密度图）的定性理解。我们还推断，为恰当捕捉动力学本质，彗星周围太阳风的数值模拟必须使用远大于 rE 的模拟盒与远细于 rE 的网格。