太阳耀斑中螺旋湍流导致的随机粒子加速

日冕中磁能的耀斑释放仅在磁场偏离势场时才可能发生。我们表明，激发在非势磁场之上的线性磁流体动力学（MHD）模具有非零的动力学螺旋度。因此，这必然导致由这些具有不同尺度和随机相位的线性模组成的湍流具有显著的动力学螺旋度，该湍流由耀斑位点的初级能量释放产生，这对许多应用可能至关重要。特别是，非零的湍流螺旋度对粒子加速具有潜在的强烈影响，因为湍流的螺旋分量会诱导一个平均规则的大尺度（DC）电场，除了通常考虑的随机湍流电场外，该电场能够直接加速带电粒子。在本文中，我们推导了激发在扭曲大尺度磁场之上的线性 MHD 模的动力学螺旋度密度，估算了相应的湍流螺旋度，并考虑了其对湍流随机粒子加速的影响；特别是，我们将这种诱导的平均电场与电子及估算的有效离子 Dreicer 场进行了比较。我们发现，这一迄今为止缺失但在耀斑位点至关重要的湍流成分，可以通过控制从热池中提取粒子并形成种子粒子群的过程（随后被随机加速至更高能量），来负责耀斑中热能与非热能的分配。此外，它自然地与一些令人困惑的耀斑现象一致，如电子和质子发射位点的空间分离、电子束的形成以及加速粒子群中 $^3He$ 和其他稀有离子的富集。