地球弓激波高频哨声波的统计分析：对随机激波漂移加速的进一步支持

我们利用Magnetospheric Multi-Scale (MMS)航天器观测数据，对地球弓激波处的高频哨声波（频率高于局部电子回旋频率的约10%）进行了统计研究。我们特别关注激波过渡层内的波功率，在此处我们预期电子加速将通过随机激波漂移加速（SSDA）发生，并与哨声波引起的高效投掷角散射相关联。我们发现，波功率与法向入射系中的Alfvén Mach数 $M_{\rm A}$ 以及de Hoffmann-Teller系中的 $M_{\rm A}/\cos \theta_{Bn}$ 均呈正相关。与 $M_{\rm A}/\cos \theta_{Bn}$ 的经验关系被拿来与SSDA理论进行比较，该理论预测了一个与 $(M_{\rm A}/\cos \theta_{Bn})^{-2}$ 成正比的波功率阈值。结果表明，当 $M_{\rm A} / \cos \theta_{Bn} \gtrsim 30-60$ 时，波功率超过了理论阈值，预期在此之上将发生高效的电子加速。这与先前关于地球弓激波电子加速的统计分析（M. Oka, Geophys. Res. Lett., 33, 5, 2006）非常吻合。因此，我们认为本研究为SSDA作为地球弓激波电子加速机制提供了进一步的支持。在更高Mach数的天体物理激波中，SSDA将能够将电子注入扩散激波加速过程，以随后加速至宇宙射线能量。