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近太阳日球层电子 sheet:流体与动力学特性

太阳与恒星天体物理 2025-12-03 v1

摘要

日球层电子 sheet (HCS) 是日球层的一个重要的大尺度结构,首次由太空探测器 (PSP) 使我们能够对其进行统计学的近距离研究。我们在距离太阳距离小于 50~\Rs~的 39 次 HCS 跨越现象中进行可视化识别,并研究磁力重联的发生与属性、湍流能量级联的谱特性行为以及动力学不稳定性的发生情况。我们发现 82% 的 HCS 跨越现象呈现出重联喷流的特征,表明 HCS 在靠近太阳的地方持续发生磁力重联。 inward/outward 喷流的比例随着日距而变化,主要的 HCS 重联 X 线更容易位于阿尔夫茨面附近。我们还观察到喷流加速存在径向不对称性,其中 inward 喷流无法达到当地阿尔夫茨速度,与 outward 喷流不同。我们发现在离子动力学尺度范围内湍流水平得到增强,这与磁力重联触发逆级联相吻合。最后,我们强调在 HCS 高 β\beta 环境中磁洞列的普遍存在,表明镜像模式不稳定性在调节 HCS 重联离子温度各向异性方面发挥着关键作用。我们的发现为 HCS 高 β\beta 等离子体环境中磁力重联的特性、其与湍流级联之间的相互作用以及镜像模式不稳定性的作用揭示了新的认识。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.02572,
  title  = {The near-Sun Heliospheric Current Sheet, fluid and kinetic properties},
  author = {Naïs Fargette and Jonathan P. Eastwood and Tai D. Phan and Lorenzo Matteini and Luca Franci},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.02572},
  year   = {2025}
}

备注

12 pages, 11 figures