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磁弛豫使折返片演化为微流

太阳与恒星天体物理 2024-02-22 v1 等离子体物理 空间物理

摘要

磁折返 (Switchbacks) 是独特的磁结构,其特征是在原始太阳风中磁场径向分量的突然反转。据信折返会随着日心距离的增加而损失磁能。为了调查这一点,我们在帕克太阳探测器 (PSP; 25.8 个太阳半径) 和太阳轨道飞行器 (SolO; 152 个太阳半径) 的径向排列期间,识别了源自相似太阳源区的折返。我们发现:1) 在 PSP 处,折返边界的动态压力和热压力降低了高达 20%,而在 SolO 处相对不变,且在两个距离处跨越边界的磁压力跳跃均可忽略不计;2) 在靠近太阳的折返片中经常观察到成束的折返,而在较远处则在微流中观察到。微流中的背景质子速度 (vpv_p) 比原始太阳风 (vswv_{sw}) 快 10%,而折返片中的 vpvswv_p \sim v_{sw}。微流中包含的折返数量平均比折返片少 30%。结论是,折返可能随着日心距离的增加而发生磁弛豫,并使其等离子体与周围环境平衡。折返弛豫反过来可以加速周围等离子体。因此,我们假设折返的磁弛豫可能导致折返片随着日心距离的增加演化为微流。目前正在进行 PSP 和 SolO 折返的统计分析,以进一步检验我们的假设。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.13964,
  title  = {Switchback Patches Evolve into Microstreams via Magnetic Relaxation},
  author = {Shirsh Lata Soni and Mojtaba Akhavan-Tafti and Gabriel Ho Hin Suen and Justin Kasper and Marco Velli and Rossana De Marco and Christopher Owen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.13964},
  year   = {2024}
}