空间等离子体中反向束流电子的非周期火舌不稳定性

近期研究揭示了源自天体物理场景的热而稀薄等离子体中反向束流电子特有的新不稳定区。（反）束流电子火舌不稳定性（BEFI）在相对于磁场高度倾斜的传播角度下被激发，类似于由温度各向异性触发的快速生长且非周期的模式。本文针对包含嵌入背景等离子体（电子与质子）影响的空间等离子体条件对其进行了研究。应用动理论来界定不稳定区，并区分其与其他不稳定性相互作用的区制。线性理论预测，随着背景电子相对密度的增加，BEFI 被系统性抑制，增长率与不稳定波数范围均减小。要获得有限增长率，束流速度无需很高（仅需与热速度相当），但束流必须足够稠密，其相对密度至少占总密度的 15-20%。有利于该不稳定性的等离子体条件在背景电子影响下减弱。PIC 模拟不仅证实 BEFI 可在背景电子存在时被激发，也证实了该群体的抑制效应。在向静电（ES）不稳定性过渡的区制中，BEFI 仍足够稳健，可在束流与 ES 涨落快速相互作用弛豫后作为次级不稳定性发展。BEFI 类似于由电子 strahl 触发的火舌热流不稳定性。然而，BEFI 由双重（反向束流）strahl 驱动，并在倾斜角度发展，这使其在闭合磁场拓扑和行星际激波中观测到的电子反向束流的规整中行之有效。