Dependence of Ion Temperatures on Alpha–Proton Differential Flow Vector and Heating Mechanisms in the Solar Wind
Dependence of Ion Temperatures on Alpha–Proton Differential Flow Vector and Heating Mechanisms in the Solar Wind
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太阳风中离子温度对α-质子差分流矢量和加热机制的依赖性
DOI：
10.3847/2041-8213/ab6b29
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发表时间：
2020-01
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Zhanjun Tian
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Guoying Zhao;Hengqiang Feng;Dejin Wu;Jian Huang;Yan Zhao;Qiang Liu;Zhanjun Tian
根据\\emph{Wind} 2004年6月至2019年5月期间的观测，本文首次研究了($\\theta_d$, $V_d/V_A$)空间中的质子和α粒子温度，其中$\\theta_d$和$V_d$分别为α$-$质子微分流矢量的径向角和大小，$V_A$为局部Alfv\\'en速度。结果表明，温度显着取决于 $\\theta_d$ 以及 $V_d/V_A$。在低质子平行β（$\\beta_{p{\\parallel}} < 1$）的情况下，发现当$\\theta_d$较小（$\\lesssim 45^\\circ$）和$V_d/V_A \\gtrsim 0.5$时，质子垂直温度明显增强。相反，当$\\theta_d$较大（$\\gtrsim 90^\\circ$）或$V_d/V_A$足够小时，α粒子的垂直温度显着增强。质子平行温度的最大值出现在$\\theta_d \\sim 90^\\circ$处，伴随着更高的$\\beta_{p{\\parallel}}$和惯性范围内磁波动的更大湍流幅度。这项研究应该为太阳风中质子和阿尔法粒子的回旋共振加热提供有力的证据。还提出了包括朗道共振和随机加热在内的其他机制，它们往往具有与回旋加速器共振加热不同的 ($\\theta_d$, $V_d/V_A$) 空间。
According to \\emph{Wind} observations between June 2004 and May 2019, this Letter investigates the proton and alpha particle temperatures in the space of ($\\theta_d$, $V_d/V_A$) for the first time, where $\\theta_d$ and $V_d$ are the radial angle and magnitude of alpha$-$proton differential flow vector respectively, $V_A$ is the local Alfv\\'en speed. Results show that the temperatures significantly depend on $\\theta_d$ as well as $V_d/V_A$. In case of low proton parallel beta ($\\beta_{p{\\parallel}} < 1$), it is found that the proton perpendicular temperature is clearly enhanced when $\\theta_d$ is small ($\\lesssim 45^\\circ$) and $V_d/V_A \\gtrsim 0.5$. On the contrary, the perpendicular temperature of alpha particles is considerably enhanced when $\\theta_d$ is large ($\\gtrsim 90^\\circ$) or $V_d/V_A$ is sufficiently small. The maximum of proton parallel temperature takes place at $\\theta_d \\sim 90^\\circ$ accompanied by higher $\\beta_{p{\\parallel}}$ and by larger turbulence amplitude of magnetic fluctuations in inertial range. This study should present strong evidence for cyclotron resonance heating of protons and alpha particles in the solar wind. Other mechanisms including Landau resonance and stochastic heating are also proposed, which tend to have different ($\\theta_d$, $V_d/V_A$) spaces than cyclotron resonance heating.
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DOI：
10.1029/2001ja000059
发表时间：
2001-11
期刊：
Journal of Geophysical Research: Space Physics
影响因子：
--
作者：
S. Gary;B. Goldstein;J. Steinberg
通讯作者：
S. Gary;B. Goldstein;J. Steinberg
α质子差流对太阳风中质子温度各向异性不稳定性的影响：风观测
DOI：
10.3847/1538-4357/ab3d35
发表时间：
2019
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
G. Q. Zhao;H. Li;H. Q. Feng;D. J. Wu;H. B. Li;A. Zhao
通讯作者：
A. Zhao
影响因子：
--
作者：
S. Gary;Charles W. Smith;R. Skoug
通讯作者：
S. Gary;Charles W. Smith;R. Skoug
DOI：
10.1088/0004-637x/764/1/71
发表时间：
2013-02
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Xinliang Gao;Q. Lu;Xing Li;L. Shan;Shui Wang
通讯作者：
Xinliang Gao;Q. Lu;Xing Li;L. Shan;Shui Wang
DOI：
10.1088/0004-637x/802/1/1
发表时间：
2015-03
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
O. Roberts;Xing Li
通讯作者：
O. Roberts;Xing Li