慢太阳风磁谱中观测到的低频拐折

太阳风磁场和等离子体参数的涨落呈现出典型的湍流功率谱，谱指数范围在 $\sim -5/3$ 到 $\sim -3/2$ 之间。特别是在 1 AU 处，在快速共转流中观测到的磁场谱，对于高于典型质子尺度（约 $\sim 3\times10^{-1}$ Hz）的频率也显示出明显的陡化，并在低于 $\sim 10^{-3}$ Hz 的频率处趋于 $1/f$ 的平坦化。然而，当前文献仅报道了对快速流的低频拐折观测。迄今为止观测到的慢速流并未显示出清晰的拐折，这通常被归因于慢速风区间不够长。实际上，由于从太阳出发的渡越时间更长，慢速风湍流会更古老，其频率拐折相对于快速风会移向更低的频率。基于这一假设，我们对 12 年的 Wind 卫星测量数据进行了仔细的长时间慢速风区间搜索。我们的搜索不仅对风速，而且对磁压缩性和湍流涨落的 Alfvén 性都有严格要求，最终得到了 48 个持续时间超过 7 天的慢速风流。这一结果使我们能够将研究扩展到足够低的频率，并在文献中首次能够证明，只要区间足够长，$1/f$ 的磁谱标度也存在于慢速太阳风中。然而，慢速风速度谱并非如此，它在整个分析的频率范围内保持典型的 Kolmogorov 标度。在排除了压缩性和 Alfvén 性对 1/f 标度的可能作用后，我们提出了一个可能的解释，即文献中最近提出的磁振幅饱和机制。