间歇性和离子温度各向异性不稳定性：模拟与磁层外观测
摘要：弱碰撞空间等离子体很少处于局部热平衡状态，往往表现出非麦克斯韦分布的电子和离子速度分布，导致微不稳定的增长，即在相对较短的波长下增强的电场和磁场。这些不稳定性在空间等离子体的演化中起着主要作用，与此同时，广泛存在的宽带湍流受到湍流结构的影响。本研究将无碰撞等离子体中自回波湍流的某些特性与磁层多尺度探测任务航天器在地球磁层绳场中观察到的湍流的相同特性进行比较。粒子-粒子碰撞（PIC）模拟是关于无碰撞等离子体中前向级联阿尔芬湍流的衰弱湍流的，该模拟开发了相干结构和各向异性离子速度分布，且具有驱动动力学尺度不稳定性的潜力。均匀背景磁场垂直于模拟平面。通过使用模拟和观察结果的离子温度各向异性和离子β值，从线性理论计算了生长率。无论是模拟还是观察结果都显示出等离子体中强各向异性和生长率呈高度间歇性分布，模拟还显示这种各向异性更倾向于在电流片附近发生。这表明，尽管微不稳定性可能对等离子体产生整体影响，但它们在局部起作用，并对湍流结构产生的极端温度各向异性的发展作出响应。进一步的研究将需要来理解线性不稳定性理论与强间歇性湍流之间的明显相关性。
作者：Ramiz A. Qudsi, Riddhi Bandyopadhyay, Bennett A. Maruca, Tulasi N. Parashar, William H. Matthaeus, Alexandros Chasapis, S. Peter Gary, Barbara L. Giles, Daniel J. Gershman, Craig J. Pollock, Robert J. Strangeway, Roy B. Torbert, Thomas E. Moore, and James L. Burch
论文ID：2004.06164
分类：Space Physics
分类简称：physics.space-ph
提交时间：2020-06-03