太阳风电子温度各向异性不稳定性：使用ALPS解析正规化Kappa分布halo
等离子体物理
2025-04-23 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
各种天体物理环境中的等离子体往往既非常稀薄又非常温热, 使其高度易受波动和涨落的影响, 这些波动通常是由动力学不稳定性自我激发并维持。就此而言, 我们有来自太阳风和行星环境的原位观测证据, 揭示不仅存在于电子和质子动力学尺度的波动涨落, 也揭示了粒子速度分布的非平衡特征。本文报告了如何实现对由温度各向异性引发的不稳定性进行一致建模的最新进展, 具体以各向异性电子引发的不稳定性为例, 包括电磁电子回旋(whistler)和firehose不稳定性。两种主要电子population的效应被捕捉到其中，即准热力学core和被观测到的超热halo。低能core呈双Maxwell分布, 而halo首次采用正规化(双-)-分布(RKD)描述, 该分布最近提出用于修正标准-分布(SKD)的一致性问题。由于缺乏解析的RKD色散动力学形式(涉及繁琐且费力的推导), 双峰不稳定性和(不)稳定性特性直接通过数值任意线性等离子体求解器(ALPS)进行数值求解。结果具有更高的可信度, 考虑到ALPS在先前使用 established 分布的结果上的成功测试。
引用
@article{arxiv.2504.15955,
title = {Temperature anisotropy instabilities of solar wind electrons with regularized Kappa-halos resolved with ALPS},
author = {Dustin L. Schröder and Horst Fichtner and Marian Lazar and Daniel Verscharen and Kristopher G. Klein},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.15955},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 9 figures, 3 tables