阿尔文太阳风中磁开关的湍流生成
太阳与恒星天体物理
2021-06-17 v3 等离子体物理
摘要
Parker 太阳探针（PSP）最重要的早期结果之一是磁开关的普遍存在，其起源尚在争论中。利用从日冕到 40 个太阳半径的可压缩磁流体力学方程的三维直接数值模拟，我们研究了磁开关是否源于米粒组织驱动的阿尔文波与太阳风中的湍流。模拟的太阳风是一股阿尔文型的慢太阳风气流，其径向剖面与包括 PSP 观测在内的多种观测一致。作为阿尔文波湍流的自然结果，模拟再现了磁开关，其许多性质与观测到的开关相同，包括阿尔文型的 v-b 关联、球偏振（低磁可压缩性），以及随径向距离增加而增大的体积填充比例。对传播速度与尺度长度的分析表明，磁开关是大幅值（非线性）阿尔文波，其磁场方向存在不连续性。我们利用 PSP 在模拟域中的虚拟飞越将模拟与观测直接比较。我们得出结论：PSP 观测到的至少部分开关是球偏振阿尔文波在远离太阳传播过程中幅值增长的自然结果。
引用
@article{arxiv.2101.09529,
title = {Turbulent generation of magnetic switchbacks in the Alfv\'enic solar wind},
author = {Munehito Shoda and Benjamin D. G. Chandran and Steven R. Cranmer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.09529},
year = {2021}
}
备注
accepted for publication in The Astrophysical Journal