太阳风湍流等离子体的光谱特征

通过时间依赖的三维霍尔磁流体动力学模拟，研究了完全可压缩太阳风霍尔磁流体动力学等离子体的光谱特性。我们的模拟与航天器数据一致，在特征长度尺度上识别出湍流谱中的谱断裂，该长度尺度与小于离子回旋半径的电磁涨落相关。在此状态下，我们的三维模拟表明，在平均磁场存在下的湍流谱级联遵循接近k^{-7/3}的全向各向异性惯性区谱。模拟中谱断裂的出现可归因于非线性霍尔相互作用的存在，这种相互作用改变了谱级联。我们的模拟进一步表明，潜在的特征湍流涨落在光谱上是各向异性的，其程度关键取决于局部波数。与小于离子回旋半径的长度尺度相关的涨落是高度可压缩的，并倾向于在速度场和磁场中表现出近均分。最后，我们发现速度和磁场涨落的方向关键地决定了非线性相互作用的性质，这种相互作用主要支配着像太阳风这样的霍尔磁流体动力学等离子体。