与地球磁层外层动力学微不稳定性相关的湍流能量转换

地球磁层外层等离子体表现为粒子-粒子碰撞极其微弱，因此动力学微不稳定性被认为是负责调节等离子体热力学过程的关键因素。通过激发电磁波，这些不稳定性会在速度空间中重新分配自由能，塑造出更低能态的速度分布函数(VDF)。在高β磁层外层，相对于内层低β日heliosphere，较小的VDF扰动更容易激发不稳定性。由于磁场无法对粒子做功，电场介导等离子体流体特性与电磁场之间的能量交换。我们利用来自磁层多尺度(MMS)平台的163个不同区间的24小时内的现场观测数据，研究电子和离子温度各向异性-β不稳定性情形下与湍流波动相关的非理想能量转换的特征。我们发现，沿着不稳定性边界，能量转换到流体流中的平均值被增强，这表明湍流在等离子体中自由能的再分配中发挥着作用。该工作量化了与动力学微不稳定性在调节无碰撞等离子体热力学中作用相关的能量情况。本工作为阐明特定等离子体过程如何耦合进入湍流动力学并最终导致能量耗散和粒子能量化提供了见解。