Stability analysis of core–strahl electron distributions in the solar wind
Stability analysis of core–strahl electron distributions in the solar wind
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太阳风中核心斯特拉尔电子分布的稳定性分析
DOI：
10.1093/mnras/sty1808
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发表时间：
2018
影响因子：
4.8
通讯作者：
Jenko, Frank
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Horaites, Konstantinos;Astfalk, Patrick;Boldyrev, Stanislav;Jenko, Frank
在这项工作中，我们分析了由核心和斯特拉尔亚群组成的太阳风电子分布的动力学稳定性。核心是通过漂移麦克斯韦分布来建模的，而斯特拉尔则是通过最近从碰撞动力学方程中推导出来的解析函数（Horaites 等人）来建模的。我们使用 LEOPARD 解算器 (Astfalk & Jenko) 进行数值线性稳定性分析，该解算器允许磁化等离子体中的任意陀螺分布函数。与之前的报道相反，我们没有找到与电子斯特拉尔直接相关的哨声不稳定性的证据。与之前的研究相比，这可能与我们的工作中采用的电子斯特拉尔分布函数的更真实的形状有关。然而，我们发现，对于典型的太阳风条件，核心-斯特拉尔分布对于动力学阿尔芬和磁声波模式是不稳定的。这些不稳定性的最大增长率出现在波数skdi≲1（其中di是离子惯性长度）处，传播角度适度倾斜，从而提供了动能尺度湍流的潜在来源。因此，我们建议，如果用口哨模式来解释 strahl 粒子的反常散射，这些模式可能是源自尺度skdi≲ 1 处的非线性模式耦合和湍流级联的结果。
In this work, we analyse the kinetic stability of a solar wind electron distribution composed of core and strahl subpopulations. The core is modelled by a drifting Maxwellian distribution, while the strahl is modelled by an analytic function recently derived in (Horaites et al. ) from the collisional kinetic equation. We perform a numerical linear stability analysis using the LEOPARD solver (Astfalk & Jenko ), which allows for arbitrary gyrotropic distribution functions in a magnetized plasma. In contrast with previous reports, we do not find evidence for a whistler instability directly associated with the electron strahl. This may be related to the more realistic shape of the electron strahl distribution function adopted in our work, as compared to previous studies. We, however, find that for typical solar wind conditions, the core–strahl distribution is unstable to the kinetic Alfvén and magnetosonic modes. The maximum growth rates for these instabilities occur at wavenumberskdi≲ 1 (wherediis the ion inertial length), at moderately oblique angles of propagation, thus providing a potential source of kinetic-scale turbulence. We therefore suggest that if the whistler modes are invoked to explain anomalous scattering of strahl particles, these modes may appear as a result of nonlinear mode coupling and turbulent cascade originating at scaleskdi≲ 1.
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DOI：
10.1002/2016ja023656
发表时间：
2017-04
期刊：
Journal of Geophysical Research: Space Physics
影响因子：
--
作者：
G. Graham;I. J. Rae;Christopher J. Owen;Andrew P. Walsh;C. Arridge;L. Gilbert;G. Lewis;G. H. Jones;Colin Forsyth;A. J. Coates;J. H. Waite
通讯作者：
G. Graham;I. J. Rae;Christopher J. Owen;Andrew P. Walsh;C. Arridge;L. Gilbert;G. Lewis;G. H. Jones;Colin Forsyth;A. J. Coates;J. H. Waite
与太阳风热传导相关的不稳定性及其后果
DOI：
--
发表时间：
1970
期刊：
影响因子：
--
作者：
D. Forslund
通讯作者：
D. Forslund
影响因子：
7.9
作者：
Bale, S. D.;Pulupa, M.;Quataert, E.
通讯作者：
Quataert, E.
影响因子：
7.9
作者：
Narita, Y.;Nakamura, R.;Gary, S. P.
通讯作者：
Gary, S. P.
影响因子：
2.2
作者：
S. Saito;S. Gary;Hui Li;Y. Narita
通讯作者：
S. Saito;S. Gary;Hui Li;Y. Narita