Validity of using Els"asser variables to study the interaction of compressible solar wind fluctuations with a coronal mass ejection
太阳与恒星天体物理
2024-02-15 v1 空间物理
摘要
Alfv\'enic 扰动如以Alfv\'en波的各种尺度进行的非线性相互作用所建模，被观察到主导太阳风湍流。 然而，也存在相当数量的非Alfv\'enic 扰动分量。 由于其能够区分平行和反平行Alfv\'en波，Els"asser 形式对Alfv\'enic 湍流的研究至关重要，无法严格在存在压缩性磁声波时分离波模式。 本研究分析了在Els"asser 形式中产生的偏差，由于通过传播线性偏振Alfv\'en波而自然产生的密度扰动。 该研究在太阳风中传播的脉冲质量（CME）的背景下进行，该情境使两种太阳风制 regime 得以创建，原始风和受冲击的CME鞭部，其中可以评估Els"asser 形式。 在这两个制度中，我们研究了由于由小幅密度扰动产生的Alfv\'enic 太阳风扰动的平行和反平行分量之间的偏差。 我们使用一种理想的2.5维磁流体动力学（MHD）模型，采用绝热状态方程。 通过扰动横向磁场和速度分量，将注入一个Alfv\'en泵浪波。 该波随后通过ponderomotive力产生密度扰动。 通过将一个以磁岛建模的flux-rope注入准稳态太阳风来注入CME。 密度扰动的存在会导致Els"asser 变量和Alfv\'en波的反射系数约为10%的偏差，以及在包含平行和反平行扰动的区域，涡旋互补性约为0.1的偏差。
引用
@article{arxiv.2402.09250,
title = {Validity of using Els\"asser variables to study the interaction of compressible solar wind fluctuations with a coronal mass ejection},
author = {Chaitanya Prasad Sishtla and Jens Pomoell and Norbert Magyar and Emilia Kilpua and Simon Good},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.09250},
year = {2024}
}
备注
Accepted for publication in Astronomy and Astrophysics