利用 MHD 模拟追踪 ICME 等离子体
太阳与恒星天体物理
2022-11-24 v1 等离子体物理
空间物理
摘要
行星际日冕物质抛射(ICME)等离子体化学成分的确定仍是一个未解决的问题。更具体地说,目前尚未完全理解在太阳扰动期间对太阳日冕等离子体的遥感观测如何演化为在远离太阳处原位测量的等离子体性质。背景行星际等离子体的环境条件对空间天气十分重要,因为它们影响着扰动的演化、到达时间以及地磁效应。Reverse In situ and MHD APproach (RIMAP,反向原位与 MHD 方法)是一种直接从 1 AU 处获取的原位测量重建黄道面(包括磁 Parker 螺旋)日球层的技术。它结合了分析与数值方法,保留了风流的较小尺度纵向变化。在本工作中,我们使用 RIMAP 来测试 ICME 与行星际介质的相互作用。我们模拟了一个均匀的、无磁化(即无内部磁通绳)的云团从 0.1 AU 处以 800 km s-1 传播至 1.1 AU 的过程。我们使用 PLUTO MHD 代码进行的 3D 磁流体动力学(MHD)模拟显示了在 ICME 前方形成的压缩前沿,该前沿由云团膨胀持续驱动。利用被动示踪物,我们发现初始 ICME 物质在传播过程中并未在前沿后方破碎,并且我们量化了传播中的等离子体云与背景太阳风等离子体的混合,这种混合可在 1 AU 处被探测到。
引用
@article{arxiv.2211.12993,
title = {Tracing the ICME plasma with a MHD simulation},
author = {Ruggero Biondo and Paolo Pagano and Fabio Reale and Alessandro Bemporad},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.12993},
year = {2022}
}
备注
Movie available at https://www.aanda.org/articles/aa/olm/2021/10/aa41892-21/aa41892-21.html