太阳风电子的动力学扩展：输运理论和对极内日球层的预测
摘要：太阳风电子在日球层的运输理论 在这篇论文中，我们提出了一种用于描述太阳风电子在日球层中动力学演化的输运理论。我们推导出了一种经过回旋平均的动力学输运方程，考虑了太阳风的球面膨胀和帕克螺旋磁场的几何形状。为了解决我们的三维动力学方程，我们开发了一种数学方法，将速度空间中的Crank-Nicolson方案与配置空间中的有限差分Euler方案相结合。我们将模型初始化为各向同性的电子分布函数，并计算了在距离太阳半径5到20之间的日心距离下的动力学膨胀。在我们的动力学模型中，电子主要通过球粒子流动、磁镜力和电场的组合演化。通过对我们的数值结果进行拟合，我们量化了电子velocity distributions中电子strahl和core部分的参数。strahl拟合参数显示，在距离20个太阳半径的位置，strahl的电子密度约为总电子密度的7％，strahl的批量速度和平行于背景磁场的strahl温度在距离15个太阳半径以后基本保持恒定，而$eta\_{parallel s}$（即strahl平行热压与磁压的比值）在与距离太阳球心的距离大致恒定，约为0.02。我们将结果与Parker Solar Probe测量的数据进行了比较。此外，我们提供了理论证据，证明了电子strahl在靠近太阳环境中不会被斜行快磁声波/哨声不稳定性所散射。
作者：Seong-Yeop Jeong, Daniel Verscharen, Christian Vocks, Joel B. Abraham, Christopher J. Owen, Robert T. Wicks, Andrew N. Fazakerley, David Stansby, Laura Berv{c}iv{c}, Georgios Nicolaou, Jeffersson A. Agudelo Rueda and Mayur Bakrania
论文ID：2201.00079
分类：Space Physics
分类简称：physics.space-ph
提交时间：2022-03-30