太阳日冕中高能环状分布电子束对波的激发

X. Zhou; P. A. Muñoz; J. Büchner; S. Liu

doi:10.3847/1538-4357/ab6a0d

太阳日冕中高能环状分布电子束对波的激发

等离子体物理 2020-03-18 v2 太阳与恒星天体物理空间物理

作者: X. Zhou , P. A. Muñoz , J. Büchner , S. Liu

在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗ DOI ↗

摘要

我们分析了在中性且无电流的太阳日冕等离子体中，具有环状垂直动量分布的温和相对论性电子束沿磁场传播所激发的波的特性。这些等离子体同时受到束流不稳定性与电子回旋脉泽(ECM)不稳定性的作用，二者分别由环状束流电子分布在平行于和垂直于环境磁场方向上的正动量梯度所驱动。为自洽地探究相关动力学过程，我们进行了2.5维全动理粒子网格(PIC)模拟。为量化不同日冕条件下激发波的特性，我们研究了其能量与偏振对环状束流电子密度和磁场的依赖性。一般而言，静电波在波的能量学中占主导，且非线性波普遍存在。在弱磁化等离子体中，电子回旋频率 $\omega_{ce}$ 低于电子等离子体频率 $\omega_{pe}$ ，难以产生频率 $\omega > \omega_{pe}$ 且折射率小 $|c k / \omega| < 1$ ( $k$ 与 $c$ 分别为波数与光速)的逃逸电磁波。然而，在 $\omega_{ce}/\omega_{pe} \geq 1$ 的强磁化等离子体中，可有效激发高度偏振且各向异性的逃逸电磁波。这些逃逸电磁波的能量各向异性、圆偏振度(CPD)与谱图强烈依赖于环状束流电子与背景电子的数密度比。特别地，其CPD可随环状束流密度减小由左旋变为右旋，这或可解释太阳日冕中某些观测到的太阳射电暴(如射电尖峰)特性。

关键词

电子回旋脉泽不稳定性环状束流电子粒子网格模拟太阳日冕等离子体逃逸电磁波圆偏振度太阳射电暴

引用

@article{arxiv.1907.12958,
  title  = {Wave excitation by energetic ring-distributed electron beams in the solar corona},
  author = {X. Zhou and P. A. Muñoz and J. Büchner and S. Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1907.12958},
  year   = {2020}
}

备注

ApJ, accepted

太阳日冕中高能环状分布电子束对波的激发

摘要

关键词

引用

备注

相关论文