引力束缚等离子体中的温度反转：以日冕为例

太阳大气的温度从下层（色球层）到最外层（日冕）由数千度升至数百万度，而密度相应下降。这一现象背后的机制被称为温度反转，迄今仍未知。在本文中，我们将日冕环建模为受限于半圆管中的无碰撞等离子体，其受太阳引力作用，并与在环足处充当恒温器的完全碰撞色球层热接触。通过使用动力学 $N$-粒子模拟与解析计算，我们表明色球层中的快速、间歇且短寿命的加热事件将日冕等离子体驱动至非平衡稳态。该稳态的特征是粒子速度分布函数中的超热尾，其展现的温度与密度剖面与太阳大气中的观测结果惊人地相似。这些结果表明，百万开尔文的太阳日冕可在无需标准方法通常假设的大气上层局地热量沉积的情况下产生。我们发现日冕中的超热分布函数是自洽产生的，而非像基于速度过滤机制的经典动力学模型那样先验假定。