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间歇性统计分析及其与近日日心环境下质子加热的关联

太阳与恒星天体物理 2022-03-14 v2 等离子体物理 空间物理

摘要

我们使用 Parker Solar Probe 前六次相遇的数据,并采用增量部分方差(PVIPVI)方法研究内日球层相干结构的统计特性,旨在探索磁场间歇性与等离子体加热和湍流耗散等可观测结果之间的物理联系。我们的结果支持质子加热定域于 PVI1PVI \geq 1 表征的磁性结构附近,且与之强相关。我们表明,平均而言,此类事件约占数据集的 19%19\%,尽管具体比例可能因等离子体参数而异。我们表明,在所有六次相遇中,已识别事件的等待时间分布(WTWT)是一致的,在较低的 WTsWTs 下遵循幂律标度。这一结果表明,相干结构在太阳风中并非均匀分布,而是倾向于紧密相关并形成集群。我们观察到,最强的磁场不连续性(PVI6PVI \geq 6)通常与重联喷流相关,是磁能在质子加热中发生局部耗散的场所,并与质子温度的最急剧变化相关。然而,由于此类事件稀少,它们对能量耗散的相对贡献较小。考虑到集群效应,我们表明尺度更小、更频繁且 PVIPVI 介于 1PVI61\lesssim PVI \lesssim 6 之间的结构在磁能耗散中起主要作用。此类事件的数密度与全局太阳风温度密切相关,密度较高的区间对应更高的 TpT_{p}

关键词

引用

@article{arxiv.2201.10067,
  title  = {Statistical analysis of intermittency and its association with proton heating in the near Sun environment},
  author = {Nikos Sioulas and Marco Velli and Rohit Chhiber and Loukas Vlahos and William H. Matthaeus and Riddhi Bandyopadhyay and Manuel E. Cuesta and Chen Shi and Trevor A. Bowen and Ramiz A. Qudsi and Michael L. Stevens and Stuart D. Bale},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2201.10067},
  year   = {2022}
}

备注

Accepted for publication in APJ