Time-dependent cosmic ray modulation in the outer heliosphere: Signatures of a heliospheric asymmetry and model predictions along Voyager 1 and 2 trajectories
本文用二维随时间变化的数值模式计算了日球层中宇宙射线的调制。计算进行了比较，航天器观测在内，外日光层。结果表明，该模型产生的宇宙射线质子强度兼容不同的航天器观测在全球范围内，在地球上，沿着旅行者航天器的轨道。该研究表明，当沿着旅行者2号的轨道假设相同的调制参数时，该模型未能再现观测结果。这项研究还发现，仅仅改变扩散参数不能重现旅行者2号上的宇宙射线观测结果，因此必须改变日光层的几何形状，即沿着旅行者2号轨道计算的强度表明日光层是不对称的。此外，预测从2012年底开始，旅行者1号和2号轨道上的$E >$ 70 MeV和133-242 MeV质子强度。结果表明，沿旅行者1号的计算强度增加与几乎恒定的速率，直到日球顶。然而，该模型显示，旅行者2号仍然受到太阳活动时间变化的影响，因为它与太阳层顶的距离相对较远。沿着旅行者2号的轨道，强度在一段时间内基本保持不变，很快就会开始稳步增加。
2013-10-21 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Effects of dispersion of the dust velocity in the LISM on the interstellar dust distribution inside the heliosphere
由于太阳和本地星际介质的相对运动，星际尘埃（ISD）会进入日光层。在日球层内部和边界处，太阳风与LISM相互作用，由于电磁力、太阳引力和辐射压的作用，ISD的分布发生了变化。这些力使得ISD粒子在日球层中的分布不均匀。在以前的工作中，我们证明了在0.03 - 10 a.u.的ISD密度分布中存在奇点。北和南相对于日光层电流片。在本文中，我们表明，在ISD速度分布的色散强烈影响的奇异性。即使是很小的色散值也会对密度分布产生巨大的影响，并使先前发现的高密度层变得平滑。
2021-02-26 astro-ph.SR
Heliospheric structure as revealed by the 3 -- 88 keV H ENA spectra
高能中性原子（ENA）是研究日球层结构的重要工具。最近，据观察，通量的ENA（与能量$\le$ 55千电子伏）来自上风和下风地区的日光层是相似的强度。这使得这些观测的作者假设日光层是泡沫状的，而不是彗星状的，这意味着它没有延伸的尾巴。我们研究了宽能量范围（3- 88 keV）的ENA通量的方向分布，包括IBEX（Interstellar Boundary Explorer）、INCA（Ion and Neutral Camera，on board Cassini）和HSTOF（High energy Suprathermal Time Of Flight sensor，on board SOHO，Solar and Heliospheric Observatory）的观测结果。其中一个重要的元素是Zank提出的终端冲击（TS）处拾取离子加速模型。我们使用的全球日光层，星际中性气体密度，和皮卡离子分布的最先进的模型。结果，基于“彗星”模型的日光层，是接近的通量大小的ENA观测IBEX，HSTOF和部分INCA（除了5.2-13.5千电子伏的能量通道）。我们发现，ENA通量的尾巴占主导地位，在高能量（与HSTOF协议，但不是INCA）。在低能量下，我们的彗星模型产生了类似的强度的ENA通量从上风和下风方向，因此，删除这作为一个令人信服的论点泡沫状日光层。
2019-11-22 astro-ph.SR physics.space-ph
Interstellar Neutral Gas Species And Their Pickup Ions Inside The Heliospheric Termination Shock. The Large-scale Structures
我们研究的星际中性（ISN）气体密度和拾取离子（PUI）密度的氢，氦，氖，和氧在日光层的日心距离内1 AU的太阳风终止冲击（TS），无论是在黄道平面内外的分布。我们讨论的相似性和差异的大尺度结构的ISN气体和PUI形成在日光层之间的各种物种。本文讨论了太阳活动周期的两个极端阶段，即太阳活动极小期和太阳活动极大期的ISN气体密度和PUI密度的分布。我们确定的位置的ISN气体密度腔的各种物种。我们研究了Ne/O、H/He、Ne/He和O/He的相对丰度比对ISN气体和PUI密度的影响及其在日球层中随位置的变化。我们还讨论了沿TS的ISN气体和PUI的相对丰度比的调制。我们的结论是，检测的He $^+$和Ne $^+$ PUI的最佳位置是在下风半球1~au，而对于H $^+$和O $^+$ PUI的最佳位置是从木星到冥王星的距离。
2019-07-01 astro-ph.SR
Primary neutral helium in the heliosphere
IBEX-Lo进行了两年的中性测量，在首选的观测季节对星际中性氦和氧进行了几次直接观测。除了星际信号外，还有迹象表明在日光层中产生了次级中性氦和氧。这些粒子种类的详细建模是必要的连接到原始的本地星际介质的测量通量，同时占损失和生产的中性粒子在其路径通过日光层。在这方面的贡献，全球日光层模型耦合到中性轨迹的分析计算，以获得详细的估计的中性分布函数的主要星际氦原子在日光层，特别是在日光层内。
2012-05-04 astro-ph.SR
An exact analytical solution for the interstellar magnetic field in the vicinity of the heliosphere
本文导出了日球层附近星际磁场的解析表达式。三维场结构计算接近太阳风层顶的感应方程的解决方案的假设下，它被冻结成一个规定的等离子体流类似的特征相互作用的太阳风与当地的星际介质。通过定量比较，说明了这种解析解作为自洽磁场配置的近似值从完整的MHD方程数值计算的有用性。
2015-03-05 astro-ph.SR
Signatures of Reconnection and a Split Heliospheric Tail in High-Energy Energetic Neutral Atoms
Boston University（波士顿大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Academy of Athens（雅典学院）；University of Michigan（密歇根大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Southwest Research Institute（西南研究院）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；HSE University（俄罗斯高等经济大学）；Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学）；University of Alabama in Huntsville（阿拉巴马大学亨茨维尔分校）
研究通过高能中性原子观测揭示日球尾结构，表明分裂日球尾模型更符合观测数据，否定了类彗星日球模型，证实磁重联是宇宙中高能粒子辐射的来源。
2026-04-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Interplanetary scintillation-informed heliospheric modelling for the MeerKAT Pulsar Timing Array 4.5 yr dataset
Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（引力波发现ARC卓越中心）；CSIRO, Space and Astronomy（CSIRO空间与天文学部）
研究日球层密度变化对脉冲星计时阵列探测引力波的影响，核心方法是用IPS-UCSD模型处理MeerKAT PTA数据集，主要贡献是发现时变球对称模型在特定条件下可减轻日球层时间延迟影响，并提议用精确脉冲星改进密度模型。
2026-07-13 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Modeling of Heliospheric Modulation of Cosmic-ray Positrons in a Very Quiet Heliosphere
在第23/24太阳活动周之间的最后一次太阳活动极小期，日光层调制条件异常平静。幸运的是，PAMELA空间实验测量了2006年7月至2009年12月期间的六个月平均银河系正电子光谱，能量范围为80 MeV至30 GeV，这对太阳调制很重要。2009年7月至12月期间，在地球上观测到最高水平的银河系正电子。一个完善的，全面的三维（3D）数值模型被应用于研究所观察到的正电子谱的调制。这个模型以前曾被用来理解银河系质子和电子的调制，PAMELA也在同一时期测量了这些质子和电子。首先，利用著名的GALPROP程序和PAMELA观测结果，构造了一个新的非常局域的正电子星际能谱。3D模型用于区分负责银河系正电子的日光层调制的主导机制，并了解粒子漂移在这个不寻常的最小值期间的影响，特别是被认为是扩散主导的，即使粒子漂移仍然在调制正电子中起着重要作用。最后，在A>0极性极小值期间，与2006-2009年类似的日光层条件下，银河系正电子的预期强度预计将高于PAMELA在2006-2009年异常极小值期间观测到的强度。
2018-11-16 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Evolution and Consequences of Coronal Mass Ejections in the Heliosphere
研究日冕物质抛射（CME）的日球层演化和后果对于理解日地关系至关重要。STEREO上的日光层成像仪（HI）首次提供了日光层中CME的多个视图，观察到了太阳和地球之间巨大而关键的观测差距。使用J-地图构建的日冕仪（CORs）和HIs的观测，我们连续跟踪不同的密度增强功能的CME。我们实施了几种重建方法来估计CME从太阳到地球的演化过程中的三维（3D）运动学。我们的研究提供的证据表明，太阳附近CME的3D速度不足以理解大多数CME到达地球的传播和准确预测。这一发现可能是由于许多因素，显着改变CME的运动学超出COR的视野，如两个或两个以上的CME的相互作用/碰撞或CME与周围的太阳风介质的相互作用。我们试图了解的演变和后果的相互作用/碰撞日冕物质抛射在日光层中使用STEREO/HI，风，ACE观测。该研究发现，CME在碰撞和相互作用后的动力学发生了重大变化。原位观测表明CME-CME相互作用的特征为加热和压缩，磁洞（MHs）的形成和相互作用区（IR）。我们还注意到，在前一次CME的后缘形成的持久IR是造成大的地磁扰动的原因。我们的研究强调了利用HIs观测在研究CME的日光层演化、CME-CME碰撞、在CME的远程和原位观测中识别和关联CME的三部分结构以及因此改进空间天气预报方面的意义。
2022-04-21 astro-ph.SR
Interstellar neutral helium in the heliosphere from IBEX observations. VI. The He$^+$ density and the ionization state in the Very Local Interstellar Matter
星际中性气体原子穿过太阳层顶到达1~au，在那里它们被IBEX探测到。中性星际氦通过外日鞘中扰动的星际等离子体时，由于与扰动离子的电荷交换，产生了星际氦原子的二次布居，即所谓的暖风。第二群体将OHS条件的印记带到IBEX-Lo仪器上。基于对日球层的全球模拟和对He在OHS中过滤的详细动力学模拟，我们发现星际He $^+$粒子数密度为$(8.98\pm 0.12)\times 10^{-3}$ ~cm $^{-3}$ .由此，我们得到了星际H $^+$ $5.4\times 10^{-2}$ ~cm $^{-3}$和电子$6.3\times 10^{-2}$ ~cm $^{-3}$的绝对密度，以及H和He的电离度分别为0.26和0.37。结果与通过拟合观测到的星际扩散极紫外和软X射线背景光谱得到的星际甚局域物质参数的估计值一致。
2019-07-23 astro-ph.SR
Manifestation of the stellar wind cycle in infrared images: Example of the heliosphere
Space Research Institute of Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院太空研究所）；Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立罗蒙诺索夫大学）；HSE University（高等经济大学）
本研究通过分析日球磁场变化对红外图像的影响，揭示了星际尘粒分布特征及太阳圈结构变化。
2025-11-27 astro-ph.SR
WawHelioGlow: a model of the heliospheric backscatter glow. II. The helioglow buildup and the potential significance of the anisotropy in the solar EUV output
日光是日光层内星际原子的荧光，在那里它们被太阳的EUV激发。由于星际气体碰撞之间的平均自由程与日球层的大小相当，因此日球层内气体的分布函数在空间和时间上变化很大，并且是非麦克斯韦分布。现实模拟的太阳因子和星际中性气体的分布函数之间的耦合占我们已经开发的日光模型。WawHelioGlow在随附的论文I中介绍。在这里，我们提出的气体密度，太阳光照，日辉源函数，和其他相关参数的演变建立日辉信号为选定的视线在1天文单位观察。我们比较这些元素的太阳周期的各个阶段，我们提出的结果的灵敏度太阳EUV输出的日纬度各向异性。我们假设一个现实的纬向各向异性的太阳风通量利用分析结果的行星际湍流。我们比较了模拟的日光与SOHO/SWAN仪器观测到的选定地图。我们证明，WawHelioGlow是能够重现的日光的天空分布的基本特征。对于太阳周期的某些阶段，具有太阳EUV输出的各向异性的模型更好地再现了观测结果，而对于其他阶段，不需要EUV各向异性。在所有模拟的情况下，太阳风各向异性以下的洞察力行星际闪烁测量是存在的。
2021-03-04 astro-ph.SR
Bifurcations in the Heliosphere: Global-scale Coronal Pseudostreamer Evolution and the Creation of Secondary Heliospheric Current Sheets
University of California–Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Univ Toulouse, CNES, CNRS, IRAP（图卢兹大学、法国国家空间研究中心、法国国家科学研究中心、图卢兹天体物理研究所）；Advanced Heliophysics（高级日球物理学）
研究人员通过PLUTO MHD代码模拟，揭示偶极与四极场强度近似相等时，日冕可在单、双日球电流片构型间振荡，形成次级电流片，为太阳周演化提供了新见解。
2026-09-04 astro-ph.SR physics.space-ph
Effect of the Weakened Heliosphere in Solar Cycle 24 on the Properties of Coronal Mass Ejections
太阳周期（SC）24已经在2019年底结束，提供了两个完整周期的信息，以了解SC 24的表现，这是太空时代最小的周期，导致了由减压指示的弱日光层状态。日球层状态的反作用是使日冕物质抛射（CME）看起来比SC 23更大，但它们的磁含量被稀释，导致较低的地球有效性。SC 24的日球磁场也较低，导致缺乏高能太阳高能粒子（SEP）事件。这些空间天气事件紧跟着快宽（FW）日冕物质抛射。除FW CME外，SC 24中所有CME的数量都较高。CME速率与太阳黑子数（SSN）的相关性在两个周期中都很高，但在SC 24中速率增加得更快。我们重新研究的肢体CME（那些与源区域内的肢体30度）以前研究的部分周期。我们发现肢体CME在SC 24中与一般人群一样慢，但范围更广。边缘晕日冕物质抛射遵循与较慢的SC-24日冕物质抛射相同的趋势。然而，SC-24 CME在距离太阳较近的地方变成了晕。因此，较慢的日冕物质抛射较快地变成晕，清楚地表明日冕物质抛射的日球层状态较弱。我们可以进一步确定日光层状态是CME性质改变的原因，因为相关的耀斑在两个周期中具有相似的分布，不受日光层状态的影响。
2020-07-16 astro-ph.SR physics.space-ph
Energetic neutral atoms from the heliosheath as an additional population of neutral hydrogen in the inner heliosphere
星际中性氢（ISNH）气体自由穿透太阳层顶。在内日鞘中，这种气体与受到冲击的太阳风和拾取离子进行电荷交换相互作用，产生了高能中性原子（ENA）。ISN H在终端激波内部被强烈地耗尽，但有一小部分到达地球轨道。在日光层的这些区域，ISN H是星际拾取离子和日光层后向散射辉光的源群。利用星际边界探测器（IBEX）对日鞘内产生的ENAs的全球分布通量（GDF）进行了直接采样。基于这些测量，我们计算了地球轨道上GDF ENA人口的密度。我们发现这个数密度在$10^{-4}$和$10^{-3}$ cm $^{-3}$之间，即，在大小上与地球轨道顺风部分的ISN H的数密度相当。这些原子中有一半的能量小于$\sim 80$ eV。这GDF人口的中性氢可能提供一个显着的贡献，在顺风半球的日光层辉光的强度，可能是氢拾取离子的内部源的源，并可能负责过量生产的拾取离子中发现的磁波事件的分析中诱导的质子拾取过程在顺风区域在1 AU从太阳。
2018-11-22 astro-ph.SR
Backscattered solar Lyman-alpha emission as a tool for the heliospheric boundary exploration
这篇综述总结了我们目前的理解外日光层和本地星际介质（LISM）推断的观测和模拟行星际莱曼-$α$发射。该辐射是由太阳莱曼α光子（121.567 nm）被星际H原子从LISM流入日光层后向散射产生的。对莱曼α辐射的研究确定了距离太阳几个天文单位内的星际氢的参数。与氦原子相比，星际氢原子似乎被减速、加热和移动。探测到的减速和加热证明了在日球顶附近存在次级氢原子。这一发现支持了在日光层之外发现氢壁的发现，该氢壁由在HST/GHRS莱曼α吸收光谱中观察到的加热的氢组成。星际氢体速度的变化是全球日光层不对称性的第一个观测证据，后来由旅行者号原位测量证实。SOHO/SWAN全天空后向散射莱曼α强度图确定了太阳风质量通量随日纬度和时间的变化。特别是，在太阳活动最大期间发现了中纬度的两个极大值，由于其特定的轨迹而错过了。最后，旅行者/紫外线光谱仪和新视野/爱丽丝紫外线光谱仪发现了太阳层外的莱曼α辐射。我们回顾了这些科学突破，概述了开放的科学问题，并讨论了未来潜在的日光层莱曼α实验。
2022-06-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Heliosphere Meets Interstellar Medium, in a Galactic Context
我们日光层内的物理条件是由太阳通过一个演变中的星际环境的运动驱动的，这个星际环境在很大程度上尚未被探索。下一代的外日光层和星际探索者将通过深入太阳的星际环境来回答日光层与非常局部的星际介质（VLISM）之间关系的基本问题。这些未来任务的影响将通过同时进行的跨学科研究来大大增强，这些研究将研究日光层内条件，日光层的直接星际环境和更大规模的银河ISM之间的直接联系。将日光层和VLISM与银河系中的类似物进行比较，将限制塑造恒星天体层的全球过程及其对ISM的持续影响。
2022-08-25 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Solar parameters for modeling interplanetary background
设在瑞士伯尔尼的国际空间科学研究所紫外线辐射全在线数据中心工作组的目标是对各种紫外线和极紫外线日光层观测（包括光谱和光度观测）进行共同校准。要实现这一目标，就需要一个关于中性星际氢在日光层中空间分布的最新模型，为此，需要一个关于辐射压力和电离过程的可靠模型。本章描述了塑造中性星际氢在日光层中分布的太阳因素。给出了太阳莱曼α通量和太阳莱曼α共振辐射对日球层中性氢原子的压力、太阳极紫外辐射和日球层氢的光电离，以及它们随时间的演化和仍然假设的日纬度变化。此外，太阳风和它的演变与太阳活动的背景下的电荷交换电离的日光层氢，并在动态压力变化的背景下。给出了电子电离及其随时间、日纬度和太阳距离的变化。在回顾了所有这些主题之后，我们提出了一个临时模型的太阳风和其他太阳因子的基础上，最新的现场和遥感观测的太阳风。这项工作的成果将进一步用于改进太阳风演变模型，这将是所有日光层测量的宝贵资产，其中包括星际边界探测器对高能中性原子的观测。
2011-12-13 astro-ph.SR
Evolution of the solar Ly-$α$ line profile during the solar cycle. II. How accurate is the present radiation pressure paradigm for interstellar neutral H in the heliosphere?
根据Kowalska-leszczynska等人2018（IKL 18）推导出的太阳莱曼- $α$线随太阳活动变化的演化模型，比Tarnopolski等人2009（ST 09）以前使用的模型更准确，我们研究了采用由此产生的辐射压力精确模型对星际中性粒子（ISN）分布模型的潜在影响H在内日球层和对选定观测的解释。我们使用两种替代的辐射压模型和影响ISNH分布的所有其他因素的相同模型来模拟ISNH密度。我们发现，在大部分的太阳活动周期，IKL 18模型预测更大的密度ISNH和PUI比ST 09在内日光层，特别是在下风半球。然而，Bzowski等人（2008年）使用ST 09获得的终止冲击时ISN H的密度不需要修正，IBEX对ISN D的检测得到了支持。然而，我们指出，存在着相当大的吸收太阳莱曼- $α$光谱通量的一部分内的日光层。因此，ISN H的辐射压模型仍可能需要修正，因此现有的ISN H模型并不自洽。
2018-10-11 astro-ph.SR
The development of a split-tail heliosphere and the role of non-ideal processes: a comparison of the BU and Moscow models
全球日光层模型是解释日光层观测结果的关键工具。有几个三维磁流体动力学（MHD）日光层模型，依赖于不同的策略和假设。到目前为止，只有一篇论文比较了全球日光层模型，但没有磁场的影响。我们比较了两种不同的MHD模型，BU和莫斯科模型的结果。这两个模型使用相同的边界条件来比较不同的数值方法和物理假设如何有助于日光层的解决方案。基于不同的数值处理的不连续性，BU模型允许的磁重联的存在，而莫斯科模型没有。这两个模型都预测了太阳磁场在日鞘中对太阳外流的准直，并产生了一个分裂的尾巴，在那里太阳磁场将带电的太阳粒子限制在不同的南北柱中，成为裂片。在BU模型中，由于MHD不稳定性和重联，ISM在两个叶之间以很大的距离流动。在BU模型中，左舷的重连影响了太阳风顶附近星际磁场的垂落。模型中不同的覆盖会导致不同的ISM压力，产生不同的日鞘厚度和边界位置，在高纬度地区影响最大。BU模型的日鞘比莫斯科模型薄15%，日球顶比莫斯科模型在北极向内多7%。这两种等离子体解决方案的这些差异可能体现在高能中性原子测量的日光层。
2021-10-26 astro-ph.SR physics.space-ph
Interplay of large-scale drift and turbulence in the heliospheric propagation of solar energetic particles
本文通过解析模型和全轨道测试粒子模拟，研究了日球层湍流对太阳高能粒子导向中心漂移的抑制，发现实际减弱程度远低于理论预测，表明漂移在宇宙线传播中仍具重要作用。
2024-12-18 astro-ph.SR physics.space-ph
Interstellar neutral helium in the heliosphere from IBEX observations. II. The Warsaw Test Particle Model (WTPM)
我们已经开发了一个完善和优化版本的华沙测试粒子模型的星际中性气体在日光层，专门为分析IBEX-Lo观测。该模型的前一个版本被用于分析IBEX观测到的中性He，得出了一个意想不到的结论，即星际中性He流矢量与以前认为的不同，并且日光层中存在一个新的中性He种群，称为暖风。它也被用于重新分析对流观测结果，这些观测结果证实了最初关于流动矢量的发现，但表明温度明显更高。目前的版本模型有两个菌株针对不同的应用程序，基于相同的范例，但不同的实施和电离损失的治疗。我们提出了详细的模型，并讨论了许多与测量过程相关的影响，这些影响可能会修改IBEX观测到的ISN He的通量，并确定了其中一些不应在模拟中忽略的影响，以避免使结果产生偏差。本文是一个协调的系列文件的一部分，介绍了目前的状态分析IBEX-Lo观测ISN他。Swaczyna等人（2015）提供了分析方法的详细信息，Bzowski等人（2015）提供了分析结果。
2015-10-21 astro-ph.SR
Warm Breeze from the starboard bow: a new population of neutral helium in the heliosphere
我们研究了IBEX 2010年在地球轨道上观测到的中性He原子信号。在2010年观测季节观察到的完整的He信号可以解释为原始中性星际He气体和额外的中性He人口的叠加，我们称之为暖风。暖风的速度约为星际氦的两倍，温度约为星际氦的2.5倍，其在日光层前的密度约为中性星际氦的7%。暖风的流入方向与星际气体的流入方向相差约19度。温暖的微风似乎是日光层环境的一个长期特征。由于它在日球层内被强烈电离，使其低于通过拾取离子和日球层后向散射辉光观测以及通过直接采样GAS/H2O进行检测的阈值，因此以前没有检测到它。暖风的可能来源包括：（1）星际氦的二次粒子数，通过电荷交换和可能是中性星际氦原子对外日鞘中的星际氦+离子的弹性散射产生;或（2）来自本地星际云中假设的波列的星际氦阵风。从模式中可以预期到次级种群，但暖风的特征并不完全符合模拟结果。然而，如果这就是解释，那么IBEX-Lo对暖风的观测为了解外日鞘中等离子体的物理状态提供了关键的见解。如果第二个假设是正确的，则源可能位于距离太阳几千天文单位的范围内，这是可能的星际中性氦阵风的传播范围，具有暖风特征，通过本地云中的弹性散射进行耗散。
2014-05-29 astro-ph.SR
Local Interstellar Neutral Hydrogen sampled in-situ by IBEX
氢气是本地星际介质的主要成分。然而，由于电离和与日光层的相互作用，直接采样日光层内部的中性氢比采样深入日光层的本地星际中性氦更困难。在本文中，我们报告的第一个详细的分析直接采样中性氢从本地星际介质。我们确认，氢的到达方向是从本地氦分量的偏移。我们进一步报告了在IBEX观测的头两年中发现的穿透氢的变化。观测结果与氢的向外太阳辐射压力与向内引力的有效比值大于1（μ>1）相一致;观测到的局部星际氢通量的时间变化可以用太阳变率来解释。
2012-02-02 astro-ph.SR
Three-dimensional kinetic-MHD model of the global heliosphere with the heliopause-surface fitting
本文详细介绍了我们的太阳风（SW）与本地星际介质（LISM）相互作用模型的最新版本。该模型已被应用于分析莱曼α吸收光谱对附近的恒星和分析的太阳和日光层天文台/SWAN数据。Katushkina等人（本期）使用模型结果分析IBEX-Lo数据。与此同时，这一模式的细节尚未公布。这是一个三维（3D）动力学-磁流体动力学（MHD）模型，考虑了SW和星际等离子体（包括SW中的$α$粒子和LISM中的氦离子），太阳和星际磁场，以及星际氢原子。在模型中还考虑了SW的纬度依赖性和星际气体相对于太阳的实际流动方向。非常重要的是，我们的数值代码是以这样一种方式开发的，即在模型中不允许任何穿过太阳层顶的数值扩散或重连。日光层电流片在理想磁流体力学中是一个旋转不连续的，可以用运动学的方法来处理。在本文中，我们特别关注的日光层磁场的影响和太阳纬度的SW依赖。
2015-09-29 astro-ph.SR physics.space-ph
Direct modeling of neutral helium in the heliosphere
美国航天局/IBEX飞行任务对中性粒子进行了数年的测量，直接观测到了星际中性氦和氧。这些数据表明存在次级中性氦和氧，它们是通过氦或氧离子的电荷交换在日光层内产生的。本文介绍了一种基于开普勒轨道的守恒计算方法，该方法用于描述氦在整个日球层，特别是在日球层最内层的分布函数，同时考虑了中性粒子沿其路径的损失和产生。结合全球日球层等离子体分布模型，该程序可用于预测航天器探测器上重中性原子的通量。从而能够推断出星际介质的特性。
2012-05-07 astro-ph.SR
The Interstellar Neutral He haze in the heliosphere: what can we learn?
自2009年以来，星际边界探测器（IBEX）已经观测到中性星际氦，其信噪比远高于1000。由于观测的几何形状，每年1月至3月观测到的信号最容易识别。然而，正如我们通过模拟显示的那样，在峰值的10^{-3}到10^{-2}的强度范围内的信号部分，以前大多被排除在分析之外，可能会带来关于星际He气体在日光层前面的分布函数的细节的重要信息。特别是，这些观测结果可能会告诉我们，父星际He人口可能偏离平衡。我们比较了一个单一的麦克斯韦-玻尔兹曼人口的典型假设的信号的预期分布与麦克斯韦-玻尔兹曼主要人口和最近发现的暖风的叠加的分布，并为一个单一的主要人口给出了一个Kappa函数。我们确定了天空中那些情况之间的差异预计在背景下最明显的区域。我们讨论的诊断潜力的下降峰的星际信号，减少了50倍，由于康普顿-Getting效应，但仍高于IBEX的检测限。我们指出了下降信号的强烈能量依赖性，并建议在数据中搜索该信号可以对IBEX-Lo传感器的低能量测量阈值进行独立评估。
2015-10-21 astro-ph.SR
Constraining the global heliospheric transport of galactic cosmic rays in solar cycles 23 and 24
本研究结合日球层GCR传输3D数值模型与神经网络加速的马尔可夫链蒙特卡洛方法，利用PAMELA和AMS-02在2006至2019年的精确数据，约束了全球传输系数的刚度和时间依赖性，以揭示GCR在太阳调制下的扩散与漂移物理过程。
2023-08-01 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
WawHelioGlow: a model of the heliospheric backscatter glow. I. Model definition
日光是日光层内星际原子的荧光，在那里它们被太阳的EUV辐射激发。迄今为止，已经探测到了星际H和He的日辉。日辉在天空中有一个特征性的分布，它可以用来推导星际中性气体和太阳风的性质。这就需要一个模拟模型，能够捕捉与足够的现实主义之间的基本耦合关系的太阳因素和星际。太阳因子包括太阳风通量及其随时间的变化和日纬度，以及太阳EUV输出的日纬度和时间变化。日球层内的ISN气体具有复杂的分布函数，随时间和位置而变化。本文介绍了第一个版本的WawHelioGlow模拟模型的日光通量使用光学薄，单散射近似。日晖计算是基于对星际H和He分布函数的复杂动力学处理，该分布函数由（n）WTPM模型提供。该模型考虑到了观测到的太阳极紫外线输出的日纬度和光谱变化。我们提出了一个公式的模型和治疗的太阳光谱通量。随附的文件II说明了细节的视线演变的元素的模型和一个简短的比较结果的WawHelioGlow代码与选定的天空地图的氢日光，获得的天鹅仪器板载SOHO任务。
2021-03-04 astro-ph.SR
The interface between the outer heliosphere and the inner lism: Morphology of the local interstellar cloud, its hydrogen hole, stromgren shells, and $^{60}$Fe accretion
我们描述了外日球层和太阳周围的局部星际介质（LISM）之间的界面。内层LISM的成分是与外层日光层接触的四种部分电离云[本地星际云（LIC）、G云、蓝色云和Aql云]，以及主要来自$ε$ ~CMa的EUV辐射产生的电离气体。我们根据沿62条视线的星际线吸收构造了LIC的三维形状，并表明在$ε$ ~CMa，$β$ ~CMa和Sirius~B方向上，LIC中心的中性氢柱密度最小。我们称这个区域为“氢洞”。在这个方向上，蓝云吸收的存在和LIC吸收的缺乏可以简单地解释为蓝云位于日光层之外。我们认为，蓝云的外缘是一个斯特伦格伦壳，它被H~II区的高压推向日光层。我们发现，中性和电离氦流经日光层的矢量与LIC流矢量不一致，附近的云间气体与$ε$ ~CMa和其他恒星源的电离一致，而不需要额外的电离源或百万度等离子体。在逆风方向，日光层正穿过几个LISM云的环境，这可能解释了最近在南极洲雪中测量到的超新星喷出物中含有$^{60}$ Fe的星际颗粒的涌入。
2019-10-02 astro-ph.GA astro-ph.SR
Neutral interstellar He parameters in front of the heliosphere 1994--2007
分析IBEX测量的中性星际He通量，得出的流入速度矢量与早期分析GAS/ESTA观测的结果不同。总结过去40年来氦流入方向的结果表明，流入方向可能随时间而变化。我们重新分析旧的氦流数据，并重新处理它们，以提高仪器指向的准确性，以调查GAS观测是否支持星际氦流入方向正在改变的假设。我们采用与IBEX数据分析相似的分析方法。我们寻求一个参数集，最大限度地减少卡方，使用华沙测试粒子模型的星际他通量在1000年与最先进的中性他电离模型在日光层，并精确地再现观测条件。我们还提出了一个补充的方法来约束的参数的基础上，从仔细选择的数据子集的分析获得的参数的互相关。我们发现星际He的黄道经度和速度与原始GAS分析中报道的值非常一致。然而，我们发现温度明显更高。三季最佳参数集为λ = 255.3，β = 6，v = 26.0km/s，T = 7500 K。我们没有发现证据表明它是随时间变化的，但不确定性范围比原来报道的更大。最初从GAS导出的星际He参数与目前导出的参数一致，除了温度似乎略高，与星际吸收线结果一致。虽然本分析的结果与IBEX先前报告的结果略有一致，但由于尚不清楚的原因，两种分析的最可能值不同。
2014-05-03 astro-ph.SR
Sun-Heliosphere Observation-based Ionization Rates Model
太阳风（SW）和极紫外（EUV）辐射在时间和空间上调制日光层内星际和日光层粒子的通量。理解这种调制对于正确解释日球层内星际起源粒子的测量是必要的。我们提出了一个修订的日光层电离率，并提供了基于太阳日光层观测电离率（SHOIR）模型的基础上，目前可用的数据。我们使用修订的SW和太阳EUV数据计算总电离率。我们研究了SW参数的黄道变化、SW速度和密度的纬向结构以及光电离率的重建。这一修正对太阳活动极大期黄道面外的SW和光电离率的估算影响最大，后者是由于参考数据的变化造成的。在太阳活动周（SC）24的太阳活动极大期，修正后的极地西南偏慢，密度更大。目前估计的总电离率高于以前的H，O和Ne，和较低的He。在黄道上的总电离率的变化是小于10%的H和He，高达20%的O，和高达35%的Ne。此外，这些变化在时间上不是恒定的，而是作为时间和纬度的函数而变化。
2020-08-17 astro-ph.SR physics.space-ph
The Solar-wind with Hydrogen Ion Exchange and Large-scale Dynamics (SHIELD) model: A Self-Consistent Kinetic-MHD Model of the Outer Heliosphere
中性氢对日球层中的等离子体流和日球层边界的位置有很大的影响。我们提出的太阳风与氢离子交换和大尺度动力学（SHIELD）模型，一个新的，自洽的，动力学MHD模型的外日光层内的空间天气建模框架的结果。电荷交换的平均自由程是日球层大小的数量级，因此中性原子不能被描述为流体。SHIELD模型将单个等离子体流体的MHD解耦合到中性氢原子流过系统的动力学解。动力学代码是基于自适应网格粒子模拟器（AMPS），蒙特卡罗方法求解玻尔兹曼方程。SHIELD模型准确地预测了进入日光层的星际中性粒子的过滤增加。为了验证模型内的正确实现，我们比较了SHIELD模型的结果与其他成熟的动态MHD模型。SHIELD模型与这些研究中的中性氢溶液相匹配，并且与中性氢原子的多流体处理相比，所有日光层边界都更靠近太阳。总的来说，SHIELD模型与这些模型非常吻合，是星际氢流体处理的一个重大改进。
2020-04-02 astro-ph.SR physics.space-ph
The Effect of Magnetic Field Dissipation in the Inner Heliosheath: Reconciling Global Heliosphere Model and Voyager Data
Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院空间研究所）；HSE University（高等经济大学）；Boston University（波士顿大学）
本研究通过引入现象学耗散项，协调全球日球模型与维加观测数据，解决内日鞘中磁场剖面的不一致问题。
2025-12-25 astro-ph.SR
Advective transport of interstellar plasma into the heliosphere across the reconnecting heliopause
我们讨论的结果磁流体动力学模型模拟的等离子体动力学在太阳层顶（HP）附近。该模型被证明适合旅行者1号航天器在从日光层到本地星际介质（LISM）的过渡期间观察到的磁场变化的细节。我们提出了一个解释磁场结构观察旅行者1号在精细尺度的物理过程。我们的模拟揭示了一个有效的传输机制，相对密集的LISM等离子体通过重新连接到日光层的HP。这一机制与高压附近日球等离子体中磁扇区的湮灭有关。
2014-01-29 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
CMEs in the Heliosphere: III. A Statistical Analysis of the Kinematic Properties Derived from Stereoscopic Geometrical Modelling Techniques Applied to CMEs Detected in the Heliosphere from 2008 to 2014 by STEREO/HI-1
我们提出了一个分析的日冕物质抛射（CME）所观察到的日光层成像仪（HI）上的美国宇航局的日地关系天文台（STEREO）航天器。在2008年8月至2014年4月期间，我们确定了两个航天器上的HI同时观测到的273个CME。对于每个CME，我们跟踪观察到的前缘，作为时间的函数，从两个有利位置，并应用立体自相似扩展（SSSE）技术来推断它们在整个内日光层的传播。当观测到的CME前缘在航天器之间通过时，该技术无法准确定位CME，然而，我们能够成功地将该技术应用于151，其中大多数发生在航天器分离角超过180度时，在太阳活动最大期。我们发现，使用一个小的半宽度，以适应CME可能会导致观察到的加速到非物理的高速度，使用较大的半宽度可能无法准确地定位CME靠近太阳，因为该方法不占CME过度膨胀在这个地区。SSSE观测到的速度一致，以及与单航天器（SSEF）的分析技术应用于相同的事件。来自SSSE和SSEF分析CME传播方向同意差，因为已知的限制存在于后者。这项工作是作为欧盟FP 7 HELCATS（日光层编目、分析和技术服务）项目（http：//www.helcats-fp7.eu/）的一部分进行的。
2020-06-26 astro-ph.SR physics.space-ph
Magnitude and direction of the local interstellar magnetic field inferred from Voyager 1 and 2 interstellar data and global heliospheric model
在这封信中，我们提供了对原始（即，不受与太阳相互作用的影响）局部星际磁场。这些限制是基于对旅行者1号和2号航天器上的磁力计仪器测量的太阳层顶星际磁场分量的分析。我们的动力学磁流体动力学（MHD）模型的全球日光层的帮助下进行的分析。该模型表明，太阳引起的星际磁场扰动延伸到相对远离太阳的400-500 AU。磁场覆盖在日球顶周围并被压缩。通过将模型结果与旅行者号的数据进行比较，我们发现，该模型提供的结果可与星际磁场的数据相比较，在太阳惯性（HGI）坐标系中，星际磁场的大小为$B_{LISM}$ = 3.7-3.8 $μ$ G，经度指向$\approx$ 125 $^\circ$，纬度指向$\approx$ 37 $^\circ$。
2020-01-09 astro-ph.SR physics.space-ph
Interstellar Dust Transport Through the Heliosphere Including the Sector Region
Boston University（波士顿大学）；University of Michigan（密歇根大学）
研究通过日球层的星际尘埃传输，考虑扇形区域对尘埃密度分布的影响，发现扇形区域可使尘埃穿透更深入日球层，且对较大尘埃颗粒的浓度变化较小。
2026-04-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Vector Direction of the Interstellar Magnetic Field Outside the Heliosphere
我们提出，磁重联在太阳层顶只发生在星际磁场点几乎反平行于日光层场。通过对日球层进行大尺度磁流体动力学（MHD）模拟，为日球层顶（HP）重联的动力学模拟提供初始条件，我们发现，来自太阳风终端激波下游的高能拾取离子在重联等离子体中诱导了大的反磁漂移，并稳定了非反平行重联。有了这个限制，MHD模拟可以显示HP重连最有可能发生的位置。我们还认为重连触发了从HP附近发出的2-3 kHz射电暴。要求爆发的位置与反平行重联的轨迹重合，这使我们能够第一次确定局部星际磁场的矢量方向。我们发现它朝向太阳的南磁极。
2010-01-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kinetic vs. multi-fluid approach for interstellar neutrals in the heliosphere: exploration of the interstellar magnetic field effects
提出了一个新的太阳风与局域星际介质相互作用的三维自洽双组分（等离子体和中性氢）模型。该模型（K-MHD）结合了太阳风和电离LISM分量的MHD处理，以及中性星际氢的动力学模型（LISH）。局部星际磁场（BLISM）强度和方向是根据日鞘流的早期分析来选择的（Opher等人，2009年）。使用（K-MHD）模型获得的等离子体和中性粒子的特性与以前的多流体模型（Opher等人，2009）和动力学模型（Izmodenov等人，2005）进行了比较。LISH的新治疗方法揭示了日光层性质的重要变化，而不是由多流体模型捕获。这些变化包括到终端激波（TS）的日心距离减小、日鞘变薄以及日鞘流偏转角（θ）减小。然而，终止激波的不对称性似乎不受LISH动力学方面的影响。
2011-03-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Interstellar neutral helium in the heliosphere from IBEX observations. III. Mach number of the flow, velocity vector, and temperature from the first six years of measurements
本文分析了IBEX卫星在运行的前六年中对星际中性氦（ISN~He）的观测结果。我们使用了Sokol等人2015年的配套论文中提出的ISN~He模拟模型的改进版本，以及Swaczyna等人2015年的配套论文中描述的复杂数据相关性和不确定性系统和参数拟合方法。对整个观测数据集和各年的观测数据集进行了分析，得到了日球层前ISN~He的温度和速度矢量。如在先前的研究中所看到的，容许参数是高度相关的，并且在参数空间中形成四维管。从年度数据子集获得的入流曲线显示约6度的扩展，其他参数沿参数管相应变化，最小卡方值大于预期。然而，我们发现，马赫数的ISN~He流显示出非常小的分散，因此是非常严格的约束。这与IBEX的ISN~He观测的原始分析和最近对IBEX的观测的再分析是非常一致的。我们确定了可能的不准确性，在温暖的微风参数作为在ISN~He参数从每年的子集中获得的分散的可能原因，我们假设，另一个组件可能存在于信号中，或一个过程，这是不占在当前的物理模型的ISN~He在日光层前面。根据我们的分析，流入速度矢量、温度和气流的马赫数等于λ_ISNHe = 255.8 +/- 0.5度，β_ISNHe = 5.16 +/- 0.10度，T_ISNHe = 7440 +/- 260 K，v_ISNHe = 25.8 +/- 0.4$ km/s，M_ISNHe = 5.079 +/- 0.028，不确定…
2015-10-21 astro-ph.SR
Interstellar neutral helium in the heliosphere from IBEX observations. IV. Flow vector, Mach number, and abundance of the Warm Breeze
通过McComas等人2015 b总结的协调分析，我们最近以高精度获得了原始星际中性（ISN）He的速度矢量和温度，我们分析了IBEX观测到的中性He。这些观测数据是在2010- 2014年ISN观测季节收集的，覆盖了地球轨道上暖风持续存在的区域。我们使用了与ISN He分析相同的模拟模型和非常相似的参数拟合方法。我们近似的父母人口的暖风在前面的日光层与均匀麦克斯韦-玻尔兹曼分布函数，并发现温度为$\sim 9\,500$ K，流入速度为11.3公里秒$^{-1}$，和流入的经度和纬度在J2000黄道坐标$251.6^\circ$，$12.0^\circ$。相对于星际中性He的暖风丰度为5.7%，马赫数为1.97。新发现的暖风的流入方向，ISN H和ISN He的流入方向，以及IBEX带中心的方向几乎完全共面，并且这个平面在相对较窄的统计不确定性内与仅适合ISN He，ISN H和暖风流入方向的平面重合。这种共面性支持了这样一种假设，即暖风是ISN He的次级粒子群，并且带的中心与当地星际磁场的方向一致。ISN气体流入方向、ISN H、暖风和局部星际磁场的共同平面包括太阳，并由法线方向给出：J2000坐标中的黄道经度$349.7^\circ \pm 0.6^\circ$和纬度$35.7^\circ \pm 0.6^\circ$，相关系数为0.85。
2016-03-05 astro-ph.SR
Can IBEX Identify Variations in the Galactic Environment of the Sun using Energetic Neutral Atom (ENAs)?
星际边界探测器（IBEX）航天器正在提供星际中性\HI \原子与日光层太阳风之间的电荷交换产生的高能中性原子（ENA）的第一张全天空地图，以及日光层边界区域的拾取离子。目前围绕日光层的星际云的“边缘”在逆风方向延伸不到0.1 pc，终止于未知的距离，这表明在IBEX卫星的寿命期间日光层的外边界条件可能会发生变化。使用合理的值为未来的外部日光层边界条件，ENA通量预测的一个可能的来源ENA来自外部的日球顶。ENA生产模拟使用三维MHD等离子体模型的日光层，其中包括中性粒子的动力学描述和离子的洛伦兹分布。基于这个ENA生产模型，它表明，IBEX 1.1千电子伏的天空图的灵敏度是足够的，以检测ENA通量的变化，预计伴随着太阳过渡到下一个逆风云。大约20%的IBEX 1.1 keV像素似乎能够检测到$ 3 σ$水平的预测模型差异，这些像素集中在条带区域。无论详细的ENA生产模型，成功的模拟\BdotR \方向再现丝带轨迹，与我们的结果一起，表明丝带现象的痕迹的变化，在日光层的扭曲所造成的星际磁场和气体成分的相对压力。
2010-11-22 astro-ph.SR
Heliospheric Energetic Neutral Atoms: Non-stationary Modeling and Comparison with IBEX-Hi data
自2008年以来，星际边界探测器（IBEX）一直在使用IBEX-Hi（0.3 - 6 keV）仪器测量高能中性原子（ENA）的通量。我们开发了一个计算氢ENAs全球分布通量（GDF）的数值程序，该程序采用了1）全球日球层的三维动力学MHD模型和2）从IBEX观测到的1 au到内日鞘（IHS）原点的原子轨迹重建。在模拟中的关键因素是一个详细的动力学考虑的拾取离子（PUI），超热组件的质子在日光层，这是“父母”的ENA和起源于该地区的超音速太阳风被挑选的日光层磁场。作为我们研究的结果，我们得出结论：（1）所开发的模型能够再现IBEX-Hi GDF图中看到的多瓣结构的几何形状，（2）GDF对IHS中PUI的速度分布函数的形式非常敏感，并且解释PUI的额外能量人口的存在对于解释数据至关重要，（3）尽管模型计算值与IBEX-Hi数据有较好的一致性，但仍存在一些定量差异。这些差异的可能原因进行了讨论。
2020-09-16 astro-ph.SR physics.space-ph
Mapping the Interstellar Magnetic Field Around the Heliosphere with Polarized Starlight
被磁性排列的尘埃颗粒线性极化的星光提供了一个可行的星际磁场（ISMF）诊断。目前正在进行一项调查，利用在两个半球的八个天文台收集的数据绘制当地的ISMF。两种方法被用来获得磁结构：统计评估跟踪多个极化位置角的磁场方向，和最小二乘拟合，提供的偶极分量的磁场。我们发现，磁场在环日球层星际介质（CHM），它驱动风的星际气体和尘埃通过日光层，披覆在日球顶和影响偏振测量。我们发现了一个偏振带，可以用一个穿过日光层鼻和黄道两极的大圆来描述。带中的间隙出现在与IBEX发现的最高日鞘压力和Loop I超级气泡中心相一致的区域。最小二乘分析发现了一个磁偶极子分量的偏振带的轴朝向黄道两极。日球层周围的尘埃丝和流过日球层的温暖的氦微风沿着相同的磁场方向运动。沿极化带靠近日光层鼻的区域具有在15度视线内的磁场取向。IBEX带状区域的磁场方向在天空平面的40度范围内。几个空间相干的磁丝在15 pc以内。两个旅行者号探测器探测到的大多数低频无线电发射都遵循极化波段。偏振带的几何形状进行比较，本地星际云，鲸鱼座涟漪，BICEP 2低不透明度区域，冰立方IC59银河宇宙射线数据，卡西尼号的结果。
2018-06-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
Heliospheric Compression due to Recent Nearby Supernova Explosions
在地质和月球档案中广泛检测到的60 Fe为最近在$\sim 100$ pc内发生的超新星爆炸提供了令人信服的证据，大约在300万年和700万年前。这些爆炸产生的冲击波对日光层产生了深远的影响。我们进行新的计算，研究由于超新星爆炸的日光层的压缩。假设一个稳定的，但非各向同性的太阳风，我们探索了一系列的属性适合超新星的距离最近的60 Fe数据的启发，并为20 pc的超新星提出了在泥盆纪末期的质量approtions。我们研究的位置终止激波减速的太阳风和太阳风层顶，标志着之间的边界太阳风和超新星物质。压力平衡比例保持不变，与其他天体层的研究一致。太阳风各向异性对激波几何形状没有明显的影响。我们发现，超新星爆炸在50 pc（95 pc）导致太阳风顶位置在16 au（23 au）时，向前冲击波到达。因此，外太阳系直接暴露在爆炸中，但包括地球在内的内行星则没有。这一发现再次证实，超新星物质向地球的输送不是来自爆炸等离子体本身，而是来自超新星尘埃颗粒。在前向激波到达后，减弱的超新星爆炸将导致日光层逐渐反弹，使凯尔的$\sim100$ s膨胀到100 au以上。展望了今后的工作。
2022-05-03 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Are the heliosphere, very local interstellar medium, and local cavity in pressure balance with Galactic gravity
旅行者号航天器正在对日球层顶以外的外日球层的物理特性进行首次现场测量。这些数据，加上来自IBEX和HST航天器的数据以及与这些数据一致的物理模型，现在提供了日光层和周围星际介质压力的关键测量。利用这些数据，我们组装的第一次全面调查的总压力内外的太阳层顶，在星际气体周围的日光层，并在周围的本地空腔，以确定是否在每个区域的总压力是在相互平衡，并与银河系施加的引力压力。我们相互比较在每个区域，包括热，非热，等离子体，冲压，和磁压力组件的总压力。一个重要的结果是动态（冲压）压力的作用。太阳风顶的总压平衡只有在内部动压的显著贡献下才能维持。此外，外部日光层和原始非常本地ISM（VLISM）之间的总压平衡，以及原始VLISM和本地空腔之间的总压平衡需要大的动压贡献。
2022-12-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Interstellar Pickup Ion Production in the Global Heliosphere and Heliosheath
星际拾取离子（PUI）在太阳风与星际介质相互作用中起着重要作用。在本文中，我们研究的PUI速度分布函数（VDF）在SW的空间变化的细节，通过求解PUI输运方程。我们假设PUI分布是各向同性的，这是由波粒相互作用引起的强俯仰角散射造成的。本文提出了一个三维模型，它将背景SW和中性粒子的MHD处理与整个日光层和周围局部星际介质（LISM）的PUI动力学处理相结合。该模型通过二阶费米过程产生PUI幂律尾。分析了PUI在日球终端激波（TS）上的传播过程，得到了包含速度扩散的PUI在内日鞘的相空间分布。我们模拟的PUI光谱与新视野号、NASA、旅行者1号、2号和卡西尼号的观测结果进行了比较，结果令人满意。观测中的一些特征，如PUI VDF在$v = V_{SW}$处的截断和SW的参考系中的$f \propto v^{-5}$尾部，都很好地被模型所代表。
2016-09-20 astro-ph.SR physics.space-ph
Helium Energetic Neutral Atoms from the Heliosphere: Perspectives for Future Observations
观测高能中性原子可以对日光层遥远区域的等离子体特性进行遥感。到目前为止，大多数观测只涉及氢原子。在本文中，我们提出了氦高能中性原子（He ENA）的观测前景。我们计算了预期的强度，他ENA创建的氦离子中和内日鞘和通过二级ENA机制外日鞘。我们发现，氦ENA的主要源区是内日鞘。强度谱的大小表明，He ENA可以用未来的ENA探测器观测到，就像那些计划在星际测绘和加速探测器上观测到的那样。观察He ENA最有可能是从几到几十keV/nuc的能量。对预期计数率的估计表明，探测器中记录的氦原子与氢原子的比例可以低至1：10^4。因此，检测器需要配备适当的质谱仪能力，以识别化学元素。由于氦离子在内日鞘中的平均自由程较长，氦ENA也在遥远的日球层尾部产生。这意味着对He ENA的观测可以解析其结构，这似乎是对氢ENA观测的挑战，因为高能质子在进入日光层尾部更深处之前被中和。
2017-05-09 astro-ph.SR physics.space-ph
Evidence for an interstellar dust filament in the outer heliosheath
最近发现的一条跟踪相干磁场的偏振星光细丝具有几个与日光层外日鞘中的起源一致的性质：（1）提供最佳拟合偏振位置角的磁场指向通过日光层的星际中性氦气流的观察逆风方向的6.7 ± 11度。(2)磁场是有序的，可以归因于磁湍流的偏振位置角的变化的分量是小的。(3)细长细丝的轴可以近似为与由星际磁场矢量和流入中性气体的矢量形成的平面（“BV”平面）限定80+/-14度角的线。我们认为，这种极化特征来自于外日鞘中的星际尘埃颗粒对齐，星际等离子体和磁场在日球层周围发生偏转。建议外日鞘位置的偏振颗粒需要确认建模颗粒传播通过三维MHD日光层模型，同时计算扭矩不对称尘埃颗粒与日光层相互作用。
2015-03-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
Effects of angular scattering and H+p, H+H collisions on the properties of interstellar atoms in the heliosphere
本文通过简单动力学模型研究弹性H-H和H-p碰撞及电荷交换角散射对日球层星际原子分布的影响，发现分布矩变化可达10%，在精确建模中必须考虑弹性碰撞。
2025-04-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
Dynamical charging of interstellar dust particles in the heliosphere
本文模拟了星际尘埃穿过日球层界面时的充电过程，比较稳态假设与动力学充电计算，发现大颗粒可近似稳态，而10 nm小颗粒需动力学处理，且其数密度分布沿日球层顶更加拉长。
2023-11-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Interstellar Neutral Helium in the Heliosphere from IBEX Observations. I. Uncertainties and Backgrounds in the Data and Parameter Determination Method
本文是三个同伴论文介绍了我们的深入分析的结果的星际中性氦（ISN He）的观测进行了使用IBEX-Lo在前六个星际边界探测器（IBEX）观测季节。我们推导出修正损失由于有限的吞吐量的接口缓冲区，并确定IBEX自旋轴指向。我们为数据开发了一个不确定性系统，同时考虑到数据点之间的相关性。该系统包括由于泊松统计，背景，自旋轴的确定，从规定的位置的系统偏差的bokeros，接口缓冲区的损失，和预期的暖风（WB）信号的校正的不确定性。随后，我们分析了2009年的数据，以研究不确定性系统的各个组成部分的作用。我们表明，ISN的He流参数与原始分析得到的值吻合得很好。我们将WB确定为先前分析中全球$χ^2$值的主要贡献者。其他不确定性的作用要小得多，它们的贡献彼此相当。该不确定度系统的应用将最小$χ^2$值降低了4倍。获得的$χ^2$值仍然超过预期值，表明不确定性系统可能仍然不完整，或者采用的物理模型缺乏潜在的重要元素，这可能是WB参数的不完善确定。Bzowski等人在所附的论文中使用了导出的校正和不确定性系统，对六个季节的数据进行了分析。
2015-10-21 astro-ph.SR
