行星际日冕物质抛射期间磁场与太阳高能粒子间的熵转移

太阳风体等离子体的热力学性质已被常规测量和量化，而太阳高能粒子（SEPs）的热力学性质直到最近仍然难以捉摸。对 SEP 动能统计分布进行参数化的热力学 kappa（$\kappa_{\rm EP}$）包含了关于该粒子群的相关性水平和有效自由度（${\rm d_{eff}}$）的信息。同时，对磁场增量统计分布进行参数化的间歇性 kappa（$\kappa_{\Delta B}$）包含了关于磁场涨落中涉及的相关性和 ${\rm d_{eff}}$ 的信息。粒子之间的相关性会受到磁场涨落的影响，从而导致 $\kappa_{\rm EP}$ 和 $\kappa_{\Delta B}$ 之间产生关系。在本文中，我们通过它们相应的参数 kappa 值的空间变化，研究了高能粒子与磁场之间 ${\rm d_{eff}}$ 和熵的关系。我们使用帕克太阳探测器 IS$\odot$IS 和 FIELDS 的测量数据，直接比较了在一次与行星际日冕物质抛射（ICME）相关的 SEP 事件中的 $\kappa_{\rm EP}$ 和 $\kappa_{\Delta B}$ 值。值得注意的是，我们发现在整个 ICME 过境期间，$\kappa_{\rm EP}$ 和 $\kappa_{\Delta B}$ 通过线性关系呈负相关，表明 ${\rm d_{eff}}$ 从磁场向高能粒子的按比例交换，即 $\kappa_{\Delta B} \sim (-0.15 \pm 0.03)\kappa_{\rm EP}$，这被解释为有效耦合率。这一发现对于增进我们对 ICME 的理解至关重要，并表明由于磁场间歇性的变化，ICME 有助于产生一个能够实现熵从磁场向高能粒子转移的环境。