Unraveling the Formation Mechanism for the Bursts of Electron Butterfly Distributions: Test Particle and Quasilinear Simulations
Unraveling the Formation Mechanism for the Bursts of Electron Butterfly Distributions: Test Particle and Quasilinear Simulations
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揭示电子蝴蝶分布爆发的形成机制：测试粒子和拟线性模拟
DOI：
10.1029/2020gl090749
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发表时间：
2020
影响因子：
5.2
通讯作者：
Albert, J. M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gan, L.;Li, W.;Ma, Q.;Artemyev, A. V.;Albert, J. M.
高能电子动力学是高度影响等离子体波通过拟线性和/或非线性相互作用在地球内磁层。在这封信中，我们为先前报道的范艾伦探测器观测中有趣的事件提供了物理解释，其中数十keV的电子蝴蝶分布爆发与合唱波表现出显着的相关性。通过实验粒子和拟线性模拟，揭示了电子蝴蝶分布爆发的形成机制。实验粒子模拟结果表明，由合唱波引起的非线性相位捕获是加速电子在~ 30s内形成电子蝴蝶分布的关键过程，并重现了观察到的特征。拟线性模拟结果表明，虽然扩散过程本身也有助于形成电子蝴蝶分布，但时间尺度较慢。我们的研究证明了非线性相互作用在几十keV的和声波快速电子加速中的重要性。
Energetic electron dynamics is highly affected by plasma waves through quasilinear and/or nonlinear interactions in the Earth's inner magnetosphere. In this letter, we provide physical explanations for a previously reported intriguing event from the Van Allen Probes observations, where bursts of electron butterfly distributions at tens of keV exhibit remarkable correlations with chorus waves. Both test particle and quasilinear simulations are used to reveal the formation mechanism for the bursts of electron butterfly distribution. The test particle simulation results indicate that nonlinear phase trapping due to chorus waves is the key process to accelerate electrons to form the electron butterfly distribution within ~30 s, and reproduces the observed features. Quasilinear simulation results show that although the diffusion process alone also contributes to form the electron butterfly distribution, the timescale is slower. Our study demonstrates the importance of nonlinear interaction in rapid electron acceleration at tens of keV by chorus waves.
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DOI：
10.1016/j.physd.2018.12.007
发表时间：
2018
期刊：
Physica D: Nonlinear Phenomena
影响因子：
--
作者：
A. Artemyev;A. Neishtadt;A. Vasiliev
通讯作者：
A. Vasiliev
影响因子：
2.8
作者：
Li, W.;Hudson, M. K.
通讯作者：
Hudson, M. K.
不同频率的哨声模式波在磁层中的电子加速
影响因子：
0.6
作者：
A. Demekhov;V. Trakhtengerts;M. Rycroft;D. Nunn
通讯作者：
D. Nunn
DOI：
10.1029/2006ja012243
发表时间：
2007-06
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Y. Omura;D. Summers;H. Usui
通讯作者：
Y. Omura;D. Summers;H. Usui
影响因子：
5.2
作者：
Gan, L.;Li, W.;Bortnik, J.
通讯作者：
Bortnik, J.