反转磁场结构的温度、电子与压强特征：帕克太阳探针观测
空间物理
2023-08-31 v2 太阳与恒星天体物理
等离子体物理
摘要
帕克太阳探针（PSP）在内日球层观测到出乎意料地普遍存在的反转磁场结构（switchbacks），即持续数秒至数小时的快速磁场反转，这对理解其性质、起源与演化提出了新挑战。本工作中，我们研究了反转磁场结构内部与外部的热状态、电子俯仰角分布与压强特征，将一个反转磁场结构划分为尖峰（spike）、过渡区（TR）与宁静期（QP）。基于我们的分析，我们发现 TR 中的质子温度各向异性似乎呈现出介于尖峰与 QP 等离子体之间的中间态。质子温度在尖峰中比在 TR 与 QP 中增强更显著，但 alpha 粒子温度及 alpha 与质子温度比呈现相反趋势，意味着质子与 alpha 粒子的优先加热机制在反转磁场结构的不同区域相互竞争。此外，我们的结果表明电子积分强度在反转磁场结构各处几乎相同，但电子俯仰角分布在内部比外部更各向同性，意味着反转磁场结构是完整结构但电子在内部发生强散射。另外，压强检验显示总压强在单个反转磁场结构内相当，证实其为压强平衡结构。这些特征可深化我们对离子加热、电子散射及反转磁场结构的理解。
引用
@article{arxiv.2306.04773,
title = {The Temperature, Electron, and Pressure Characteristics of Switchbacks: Parker Solar Probe Observations},
author = {Jia Huang and Justin C. Kasper and Davin E. Larson and Michael D. McManus and Phyllis Whittlesey and Roberto Livi and Ali Rahmati and Orlando M. Romeo and Mingzhe Liu and Lan K. Jian and J. L. Verniero and Marco Velli and Samuel T. Badman and Yeimy J. Rivera and Tatiana Niembro and Kristoff Paulson and Michael L. Stevens and Anthony W. Case and Trevor A. Bowen and Marc Pulupa and Stuart D. Bale and Jasper S. Halekas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.04773},
year = {2023}
}
备注
published in ApJ