Low-frequency monitoring of flare star binary CR Draconis: Long-term electron-cyclotron maser emission
最近检测到的相干低频无线电发射从M矮系统共享现象相似的磁层过程中产生的气体巨行星的太阳系的排放。这样的电子回旋脉泽辐射可以由恒星与行星之间的相互作用或旋转等离子体盘与恒星磁层之间的共同旋转故障驱动。这两个模型都表明无线电发射可能是周期性的。在这里,我们提出了最长的低频干涉监测活动的M矮系统,由21个$\approx$ 8小时的历元,在两个系列的观察块分开一年。我们实现了6.5天的总源时间。我们发现,M矮二进制CR天龙座有一个低频率3 $σ$检测率为90 $^{+5}_{-8}$ %时,达到噪音本底$\approx$ 0.1毫焦,与0.92毫焦的中位通量密度,一致的圆极化旋向性,和一个中位数圆极化分数为66%。我们解决三个明亮的无线电爆发的动态光谱,揭示最亮的椭圆偏振,局限于4 MHz的带宽集中在170 MHz,并达到205毫焦耳的通量密度。突发结构是斑驳的,表明它由未解析的子突发组成。这种结构与木星的低频发射有着惊人的相似之处。我们建议,高亮度温度,高度圆偏振辐射,具有一致的圆偏振旋向的近恒定检测意味着通过电子回旋脉泽不稳定性产生的排放。光学光度数据显示该系统的自转周期为1.984 $\pm$ 0.003天。我们在无线电数据中没有观察到周期性,但是我们的无线电观测采样产生了一个窗口函数,可以隐藏近两天的信号。
2021-02-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Radio-Loud Exoplanet-Exomoon Survey (RLEES): GMRT Search for Electron Cyclotron Maser Emission
我们进行了第一次专门搜索的签名外行星exomoon相互作用的巨型米波射电望远镜(GMRT)的无线电响亮的外行星exomoon调查(RLEES)的一部分。由于恒星潮汐加热、辐射和随后的大气逃逸,预计候选的“外-木卫一”系统将发射比电离层-木卫一直流电路多$10^6$倍的等离子体通量。这可能会引起来自系外行星-系外卫星系统的可探测的无线电发射。我们分析了三个“exo-Io”候选恒星:WASP-49,HAT-P 12和HD 189733。我们进行12小时的相位曲线观测的WASP-49 b在400 MHz期间的主要$\&$二次过境,以及第一个$\&$第三象限达到3 $σ$上限为0.18毫焦耳/梁平均超过四天。在150和325 MHz的GMRT下观察到HAT-P~(12)。我们进一步分析了HD 189733在325 MHz的存档数据。三个系统均未检测到排放物。然而,我们对无线电通量密度设置了严格的上限。鉴于大多数系外木卫一候选行星绕热土星运行,我们鼓励更多的多波长搜索(特别是低频)来跨越这里限制的系外行星B场强度的较低范围。
2022-10-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Electron cyclotron maser emission mode coupling to the z-mode on a longitudinal density gradient in the context of solar type III bursts
一束超热电子被注入沿磁场线有密度梯度的麦克斯韦等离子体。进行了1.5D粒子模拟,其确定了EM发射是由束注入动量的垂直分量产生的。束流在垂直动量相空间的分布函数中具有正斜率,这是回旋脉塞的特征。过密等离子体中的回旋脉塞产生电子回旋频率的辐射。所产生的波的频率太低而不能传播离开注射区域,因此小波变换示出脉动波的产生和衰减过程。强度脉动频率是相对论性回旋频率的两倍。最后,形成稳定的波包,并且可以在密度梯度上进行模式耦合,以达到等离子体频率的量级的频率,这允许传播。所发射的波可能是z模式波。所产生的总电磁能量是初始束动能的0.1%的量级。建议的机制是相关的太阳III型射电爆发,以及其他情况下,当注入的电子束有一个非零的垂直动量,如磁控管。
2013-01-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Harmonic Electron Cyclotron Maser Emission along the Coronal Loop
有效的辐射在第二次和/或更高的谐波WCE已被建议规避逃逸困难的电子回旋脉泽发射机制时,它被应用到太阳射电爆发,如尖峰。在我们早期的研究中,我们开发了一个三步数值方案,将大尺度日冕环结构中高能电子的动力学与由所获得的非热速度分布激发的微尺度动力学不稳定性联系起来,并发现由于分布的带状特征,可以实现直接有效的谐波X模式(简称X2)发射。该研究仅考虑了特定时间内来自环路顶部的辐射。在这里,我们提出了沿循环在不同的位置和时间的发射属性。我们发现,根据我们早期的结果,在所有情况下都可以出现很少到几个条状特征,并且前两个条带在激发X2和Z中起主要作用(即,慢非寻常模式),其准垂直地传播。对于沿着环的四个部分,从上面两个部分观察到X2的显著激发,并且最强的发射来自顶部部分。此外,Z的显着激发观察到的所有环路部分,而没有显着的发射的基本X模式。这项研究为太阳耀斑期间沿日冕环结构的相干脉泽发射提供了新的认识。
2022-09-13 astro-ph.SR
Discovery of electron cyclotron MASER emission from the magnetic Bp star HD 133880 with the Giant Metrewave Radio Telescope
我们报告的相干无线电发射的发现,从年轻的,快速旋转的磁性Bp星HD 133880的频率为610 MHz的巨型米波射电望远镜(GMRT)。这是第二颗被探测到相干射电辐射的磁星。在我们对HD 133880的观测中,覆盖了恒星的整个旋转周期(除了相位窗口0.17-0.24),我们目睹了一个突然的数量级通量增强以及$\approx100$百分比的右旋圆偏振。我们把这种现象归因于相干电子回旋脉塞发射。我们将左圆极化辐射的缺乏归因于恒星磁场的不对称拓扑结构。增强相位$0.73$与先前报告的增强相位$0.16$(在610 MHz Chandra等人,2015年)相差半个周期。然而,在我们的数据中没有发现在相位$0.16$处的通量增强,这可能是由于不稳定或漂移的发射区域,或者是报告的恒星旋转周期变化的结果。这些因素中的任何一个都可能将增强转移到上述相位窗口,而不是我们的观察所采样的。
2017-11-29 astro-ph.SR
Electron-cylotron maser radiation from electron holes: Downward current region
电子回旋脉泽发射的电子空穴施加到下游电流区的极光中产生的空穴。我们认为,在极光千米辐射中观察到的精细结构的一部分是由下游电流区的电子回旋脉塞机制产生的。认为主要的背景极光千米辐射源仍位于上升流区的部分电子环(马蹄形)分布中,而精细结构主要是由下降流区产生的电子空穴引起的。由于这两个区域总是同时存在,所以它们以相同的机制以不同的方式协同产生极光千米辐射。
2011-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Electron cyclotron maser instability (ECMI) in strong magnetic guide field reconnection
在强电流取向的磁引导场中的重联允许激发电子回旋脉塞的不稳定性并从{ \sf X}点的电子排气中发射电磁辐射。引导场中的电子保持磁化,重联几乎不受影响。引导场负责{ \sf X}点和排气的非对称特性。电子布居的不对称性导致有利于ECMI的条件。引导场回旋加速器下的基本任务类似于其他地方讨论的电子空穴发射。它可以在适当的排气坐标系中进行处理,并映射出与排气一起沿引导场运动时的局部磁场。可以想象这种机制的许多应用。我们提出了一个大纲的机制,并讨论了它的一些优点和前景。潜在的应用包括极光物理学中的AKR、耀斑期间的各种太阳射电发射、行星发射和涉及强场和场向电流存在的几种天体物理学情景。辐射从{ \sf X}逃逸是没有问题的。然而,从远程观测需要穿越X模式的阻带,并意味着源位移到较弱的领域。
2017-07-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Conditions for electron-cyclotron maser emission in the solar corona
上下文太阳是一个活跃的无线电发射源,从与太阳耀斑和日冕物质抛射相关的长时间无线电爆发到更复杂的短时间无线电爆发,如太阳S爆发,无线电尖峰和纤维爆发。虽然等离子体发射被认为是大多数射电爆发的主要发射机制,但电子回旋脉塞(ECM)机制可能是更复杂的短持续时间爆发以及与长持续时间爆发相关的精细结构的原因。目标。通过考虑电子等离子体频率ωp与电子-回旋频率Ωe的比值,研究了日冕中电子-回旋的条件。当ωp/Ωe < 1时,理论上ECM是可能的。方法.利用SDO/AIA和SOHO/LASCO的观测结果以及磁场的位场外推,创建了离翼日冕的二维电子密度、磁场、等离子体频率和电子回旋频率图。这些图然后被用来计算离肢电晕的ωp/Ωe和Alfven速度图。结果我们发现,在靠近边缘的活动区域中,在高度< 1.07 R_sun时,ECM发射的条件(ωp/Ωe < 1)是可能的;也就是说,其中磁场强度> 40 G,电子密度大于3x 10^8 cm-3。此外,在活动区高度< 1.07 R_sun处,我们还发现了相对较高的阿尔文速度(> 0.02 c或> 6000 km s-1)。结论.这表明,在包含大磁场的电晕区域内,例如大活动区域的核心,满足ECM发射的条件。因此,ECM可能是高频无线电和微波爆发的一种可能的发射机制。
2016-04-16 astro-ph.SR
Auroral Kilometric Radiation -- the Electron Cyclotron Maser Paradigm
极光千米辐射(AKR)是来自行星磁层的强射电辐射的范例。它的观测结果接近电子陀螺频率和/或其低次谐波,表明源等离子体的非热状态。当等离子体进入高能激发状态时产生发射,这导致电子分布函数的变形。在某些条件下,这导致"准相干"发射。我们认为,弱相对论性电子回旋脉塞不稳定性是产生这种辐射的原因。由于大力无线电辐射通常不是{主要}的重要性,在大尺度磁层现象,AKR等,为大尺度磁层物理学的目的,成为被认为是一个边缘问题。在这里,这一概念受到质疑。AKR虽然主要在磁层扰动时期应用于极光区,但只携带总亚暴能量的一小部分。然而,它在极光电离层上层物理学和空间天气研究中具有诊断能力。作为非热等离子体中辐射产生的基本物理问题,它仍然没有得到解决。即使只研究电子回旋脉塞,许多问题仍然悬而未决。在磁层中,通过观测和理论都可以很好地研究这些现象,因为磁层是空间中唯一可以连续进入的地方。最重要的是在这里没有暗示他们应该如何被攻击。它的价值在于它在应用于其他磁化行星、太阳系外行星和强磁化天体时所应发挥的作用,它是一种重要的工具,可以诊断在热、冲击或同步辐射之外的射频范围内产生辐射的物质状态。
2023-02-05 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Electron Cyclotron Maser Emissions from Evolving Fast Electron Beams
快电子束是太阳活动现象的常见产物。太阳射电爆发是一个重要的诊断工具,在理解的FEB以及太阳等离子体环境,他们是沿太阳磁场传播。特别是,由于与周围等离子体和场的相互作用,FEB的能量谱和速度分布的演化在传播时可以显着地影响其发射的效率和性质。本文讨论了由于能量损失过程和磁场不均匀性引起的俯仰角效应所引起的FEB能谱和速度分布的一些可能演化,并分析了这些演化对FEB产生太阳射电爆发的重要机制之一--电子回旋脉塞(ECM)发射的影响。结果表明,生长速率均随能量损失因子$Q$的增大而减小,随磁镜比$σ$和陡度指数$δ$的增大而增大。此外,FEBs的演化也可以显著影响最快增长模式和最快增长相位角。这导致ECM发射的偏振方向的改变。特别是,我们的研究结果还表明,经历不同的演变过程的FEB将产生不同类型的ECM排放。我们相信,这些结果将有助于更全面地了解太阳射电爆发的动力学谱。
2016-03-14 astro-ph.SR
A 3D framework to explore the propagation effects in stars exhibiting electron cyclotron maser emission
近年来,人们在一些热磁星上发现了通过电子回旋脉泽辐射(ECME)过程产生的相干射电辐射。这种发射以高度圆偏振脉冲的形式观察到,具有有趣的特性,其中包含有关宿主恒星的信息。ECME的一个重要特性是脉冲到达时间的频率依赖性。Trigilio等人(2011)将其归因于传播效应,并可定性解释CU Vir观察到的序列(Lo等人,2012)。然而,没有定量的处理存在的现象,这是一个有前途的工具,估计在恒星磁层的密度。此外,通过磁层传播对ECME的影响被认为仅限于产生特定的脉冲到达序列,并且在某些情况下产生ECME的上限截止频率(Leto等人,2019)。在这里,我们提出了一个框架来处理的传播效应,考虑连续折射内磁层的恒星。这个框架能够包含任何类型的密度分布,并且原则上包含任何类型的磁场,尽管我们将自己限制为偶极磁场。我们通过模拟表明,对于具有高磁层的恒星,传播效应不仅会影响脉冲的到达顺序,而且会影响脉冲的形状,以及来自特定磁层的脉冲的可观测性。
2020-07-14 astro-ph.SR
Cyclotron maser emission from power-law electrons with strong pitch-angle anisotropy
具有幂律谱的高能电子是天体物理中最常见的观测对象。本文研究了幂律电子的电子回旋脉塞发射,其中强调了强俯仰角各向异性。本文提出的电子分布函数可以描述各种类型的俯仰角各向异性。结果表明,ECME的辐射特性,包括辐射的增长、传播和频率特性,在很大程度上取决于电子俯仰角各向异性的类型,不同的波模对电子俯仰角的依赖性不同.特别地,X2模式的最大增长率相对于电子分布达到峰值的电子节距角余弦$μ_0$迅速减小,而其他模式(X1,O1,O2)的增长率在减小之前随着$μ_0$的增大而初始增大。此外,O模式以及X模式可以是最快的增长模式,不仅在等离子体参数,但也类型的电子俯仰角分布。这一结果是对最近关于幂律电子低能截止驱动ECME的研究的重要扩展,其中X模式通常是最快的生长模式。
2016-03-07 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Is Cyclotron Maser Emission in Solar Flares Driven by a Horseshoe Distribution?
自20世纪80年代初以来,分米波尖峰爆发一直被认为是电子回旋脉泽发射(ECME)的结果,电子在太阳耀斑的脉冲阶段沉淀到色球层时产生硬X射线爆发。尖峰爆发被认为类似于极光千米辐射(AKR),它与地磁亚暴中极光电子的沉淀有关。最初,为AKR开发的损失锥驱动版本的ECME被应用于尖峰爆发,但现在广泛接受的是,一个不同的,马蹄驱动的版本的EMCE适用于AKR。我们探讨的假设,马蹄驱动ECME也适用于尖峰脉冲的影响。我们开发了一个一维模型的电子加速由一个平行的电场,并表明,在合理的假设下,它会导致一个马蹄形分布的电子在太阳耀斑。马蹄铁驱动ECME的第二个要求是极低的等离子体密度,称为密度腔。我们认为,日冕密度腔应该与硬X射线爆发,这样的密度腔可以克服一个长期存在的问题,ECME通过二次谐波吸收层逃逸。马蹄形分布和相关的日冕密度空洞都是高度局部化的,并且在解释硬X射线爆发所需的大量统计学上的局部降水区域中无法解决。该模型强调了解释硬X射线爆发所需的电子供应中的“数量问题”。
2016-10-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Electron Cyclotron Maser Emission and the Brightest Solar Radio Bursts
本文基于3800个太阳射电暴目录,通过频谱判据识别1和2 GHz处的相干辐射,发现大多数亮暴由电子回旋脉泽主导,为评估极端射电通量对地面应用的影响及恒星ECM比较研究提供参考。
2024-05-02 astro-ph.SR
Harmonic maser emissions from electrons with loss-cone distribution in solar active regions
电子回旋脉泽发射(ECME)被认为是太阳活动区(如,太阳射电尖峰)。在这封信中,我们提出了一个2D3V完全动力学电磁粒子在细胞(PIC)模拟研究波激发和随后的非线性过程中引起的高能电子的损失锥分布。等离子体频率与电子回转频率之比$ω_{pe}/Ω_{ce}$设置为0.25,足以满足太阳活动区的条件。作为主要结果,我们在二次谐波X模式(X2)获得强发射。当基模X(X1)和Z模通过电子回旋脉塞不稳定性被直接放大时,X2辐射可以通过两个Z模之间以及Z和X1模之间的非线性合并产生。这代表了一种新的等离子体谐波发射产生机制,具有较低的$ω_{pe}/Ω_{ce}$值,这可能解决逃逸困难解释太阳射电发射的ECME机制。
2021-10-29 astro-ph.SR
Harmonic elctron-cyclotron maser emissions driven by energetic electrons of the horseshoe distribution with application to solar radio spikes
内容电子回旋脉泽发射(ECME)是太阳射电尖峰的有利机制,自20世纪80年代以来得到了广泛的研究。大多数与太阳尖峰相关的研究采用能量电子的损失锥型分布,主要在基本X/O模式(X1/O 1)中产生波,等离子体振荡频率与电子回旋频率之比($ω_ {pe}/Ω_{ce}$)低于1。尽管这一理论取得了很大的进展,一个主要的问题是基本的发射如何通过二次谐波吸收层的电晕和逃逸。这通常被称为理论的逃避困难。目标。为了解决ECME对太阳尖峰逃逸的困难,我们研究了马蹄形分布的高能电子驱动下ECME产生的谐波辐射。方法.我们进行了一个完全动力学电磁PIC模拟与$ω_ {pe}/Ω_{ce}$ = 0.1,对应于耀斑区域的强磁化等离子体条件下,与高能电子的马蹄形分布的特点。在模拟中,我们还改变了高能电子与总电子的密度比($n_e/n_0$)。结果我们获得了有效的放大波在Z和X2模式,与一个相对较弱的增长O 1和X3。密度比越高,X2发射越强,高能电子到X2模的能量转换率可分别达到$\sim$ 0.06%和0.17%,其中$n_e/n_0$ = 5%和10%。结论.我们发现,马蹄形驱动的ECME能以较低的$ω_ {pe}/Ω_{ce}$有效激发X2和X3,为解决ECME在太阳射电尖峰中的逃逸难题提供了新的手段. X2和X3的同时增长可以用来解释在太阳尖峰中观察到的一些谐波结构。
2021-05-28 astro-ph.SR
A Flare-related Decimetric Type-IV Radio Burst Induced by the X2 Radiation of Electron Cyclotron Maser Emission
本研究针对太阳分米波IV型射电暴辐射机制的长期难题,通过观测分析与建模,证实其由谐波X模电子回旋脉泽发射引发,拓展了该机制的应用范围并提供恒星同类暴的太阳样本。
2025-07-30 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Study of Particle Acceleration using Fine Structures and Oscillations in Microwaves from Electron Cyclotron Maser
本文利用VLA高时间分辨率成像光谱研究太阳黑子上方连续ECM源的亚秒级变化,将5秒QPPs与GOES C1.5级耀斑关联,约束ECM电子能量为4-8 keV、投掷角大于26度,并提出QPP由Lotka-Volterra系统驱动。
2024-05-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Simulating radio emission from Low Mass Stars
了解恒星无线电发射的起源可以提供对恒星磁场的强度和几何形状以及系外行星所经历的空间天气环境的宝贵见解。在这里,我们提出了第一个模型,能够预测无线电发射通过电子回旋脉泽不稳定性,使用观测到的低质量恒星的恒星磁场图。我们使用表面磁场的分光偏振观测和X射线发射测量来确定日冕磁场和等离子体的结构。然后,我们模拟的电晕内的位置,满足电子回旋脉泽发射的条件的光子的发射。我们的模型预测了来自恒星日冕的射电光子的频率和强度。我们已经将我们的模型与低质量恒星V374 Peg进行了基准测试。这颗恒星有来自甚大阵列的射电观测和几乎同时的磁性地图。使用我们的模型,我们能够适合V374 Peg的无线电观测,提供额外的证据表明,从低质量恒星观测到的无线电发射可能源于电子回旋脉泽不稳定性。我们的模型现在可以扩展到所有的恒星观测到的磁地图,以预测预期的频率和变化的恒星无线电发射,努力了解和指导未来的无线电观测低质量恒星。
2018-01-04 astro-ph.SR
A model of so-called `Zebra' emissions in type IV radio bursts
提出了一种简单的产生电磁斑纹辐射的机理。该机制是基于产生的离子环分布在磁镜几何形状中的存在下,一个适当的定向场对齐的电势场。离子回旋脉泽产生一系列电磁离子回旋谐波,这些谐波调制电子脉泽发射。该机制能够准周期性地打开和关闭发射或放大发射,这是观测的主要特征。
2011-04-13 astro-ph.SR physics.geo-ph physics.space-ph
A new approach to the maser emission in the solar corona
电子等离子体频率$ω_{pe}$和电子回旋频率$Ω_e$是两个参数,使我们能够描述等离子体的性质,并约束起作用的物理现象,例如,脉泽不稳定性是否发展。本文旨在证明日冕中存在脉泽不稳定性。我们进行了深入的分析的$ω_{pe}$ / $Ω_e$比简单的理论和复杂的太阳磁场配置。结合磁场的无力模型和等离子体性质的流体静力学模型,我们确定了等离子体频率与电子回旋频率的比值。为了比较起见,我们计算的比率双极磁场包含一个扭曲的磁通束,并为四个不同的观察到的活动区域。我们还研究了如何$ω_{pe}$ / $Ω_e$是由潜在的和非线性无力场模型的影响。我们表明,等离子体频率的比例的电子的回旋频率可以估计这种新的方法结合磁场外推技术和流体动力学模型。即使在统计上不显著,$ω_{pe}$ / $Ω_e$ $\leq$ 1的值也存在于所有实例中,并且位于靠近光球层的低日冕中,低于一个压力标度高度和/或在扭曲通量束附近。非线性无力场的$ω_{pe}$ / $Ω_e$值比势场低,从而增加了日冕中脉泽不稳定性的可能性。从这个估算$ω_{pe}$ / $Ω_e$的新方法中,我们得出在活动区上方的日冕中可能存在电子脉泽不稳定性的结论。日冕活动区脉泽不稳定性的重要性取决于磁场位形的复杂性和拓扑结构。
2015-07-27 astro-ph.SR
Electromagnetic ion cyclotron instability stimulated by the suprathermal ions in space plasmas: A quasi-linear approach
在贫碰撞空间等离子体中,垂直于背景磁场方向上具有过剩动能或温度的质子会激发电磁离子回旋(EMIC)不稳定性。这种不稳定性预计是高度敏感的超热质子,这提高了所观察到的速度分布的高能量的尾巴,以及再现的(双)卡帕分布函数。在本文中,我们提出了一个改进的准线性(QL)方法的结果,能够描述超热质子的EMIC不稳定性的扩展时间演化的影响。结果表明,超温流对EMIC不稳定性有系统的刺激作用,不仅使不稳定波数的增长率和范围增大,而且使饱和时的磁涨落能量密度增大.实际上,各向异性温度的弛豫也变得更有效,即,在时间上更快,更接近于各向同性。
2020-12-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph
A Jansky VLA Survey of Magnetic Cataclysmic Variable Stars: I. The Data
Jansky甚大阵列被用来观测121个磁激变变星(MCV)。我们报告了19颗恒星的无线电探测。14个是新的射电源,使作为射电源的MCV数量增加了两倍多,从8个增加到22个。大多数探测器在8.7 GHz(X波段),少数在5.4和21.1 GHz(C和K波段)。大多数通量密度极限在47-470 μ J的范围内。除AE Aqr外,检测到的最大通量为818 uJy。14个探测器显示出约100%的圆偏振发射,这是电子回旋脉塞发射的特征。这些数据表明,MCV可以分为两类无线电发射:那些占主导地位的弱偏振回旋同步辐射和那些高度偏振的电子回旋脉泽发射。
2017-02-24 astro-ph.SR
Electromagnetic ion-cyclotron instability in a dusty plasma with product-bi-kappa distributions for the plasma particles
研究了尘埃等离子体中平行传播的离子回旋波的色散关系,考虑了等离子体粒子沿垂直方向的速度色散大于沿平行方向的速度色散的情况,并考虑了等离子体粒子采用乘积双κ(PBK)速度分布的情况.数值求解色散关系得到的结果表明,在电子具有各向同性麦克斯韦分布,离子具有PBK分布的情况下,电磁离子回旋不稳定性(EMIC)的发生,并表明PBK离子分布的kappa指数的减小导致增长率的大小和不稳定性发生的波数范围的显著增加.另一方面,对于离子的各向异性麦克斯韦分布和电子的PBK分布,PBK电子分布中的kappa指数的减小有助于降低EMIC不稳定性的增长率,但降低效果不如具有相同$κ$指数的离子PBK分布所获得的增加明显。得到的结果还表明,作为一般规则,尘埃人口的存在有助于减少增长率和范围的大小的不稳定性,但在小kappa指数的PBK离子分布的情况下,不稳定性可能会继续发生的尘埃人口,这将完全消除双麦克斯韦离子分布的情况下的不稳定性。还可以看出,对于等效的有效温度值,由于离子PBK分布中的kappa指数引起的各向异性在产生EMIC不稳定性方面不如垂直和平行离子温度的比率有效。
2016-12-09 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Effects of suprathermal electrons on the proton temperature anisotropy in space plasmas: Electromagnetic ion-cyclotron instability
例如,在来自太空的缺乏碰撞的等离子体中,在太阳风和行星磁层中,等离子体粒子的动力学各向异性预计将受到动力学不稳定性的调节。在垂直于磁场$(~T_\perp >T_\parallel)$方向的离子(质子)温度的驱动下,电磁离子回旋(EMIC)不稳定性足够快,可以抑制质子的各向异性,但观测结果与双麦克斯韦等离子体粒子模型的标准理论所预言的不稳定性阈值不符。本文提出了一个扩展的调查EMIC不稳定性的存在下,超热电子是无处不在的,在这些环境中。该分析是基于动力学(弗拉索夫-麦克斯韦)理论,假设这两个物种,质子和电子,可能是各向异性的,和EMIC不稳定的解决方案的数值推导提供一个准确的描述通常遇到的条件下,在空间等离子体。超热布居的效应是由电子的各向异性和电子与质子之间的温度差触发的。在一定条件下,各向异性阈值超过了在太阳风中测得的质子各向异性的极限,大大抑制了EMIC模的不稳定区域。
2016-05-11 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Electron-cylotron maser radiation from electron holes: Upward current region
电子空穴是产生电子回旋脉塞辐射的重要来源。我们证明了在极光公里辐射源区域中产生的环形马蹄形分布的电子空穴具有发射带限辐射的能力。辐射是在一个圆形模型孔的适当的框架中计算的,并显示在该框架中是严格垂直的。在极光条件下,其带宽为$\sim1$ kHz量级,这是一个合理的值。{It还表明,在辐射的精细结构的漂移可以解释为多普勒频移。基于数据的估计与理论吻合良好。已经获得了所发射的辐射的增长率和吸收率。然而,在保守条件下得到的单个空穴的生长速率很小,太小而不能再现所观察到的精细结构通量。在孔的寿命内将辐射捕获在孔内有助于额外地放大辐射,但是引入了其他问题。这一整套问题将被详细讨论,并与全球马蹄形分布的辐射进行比较。孔的内部在略高于发射的频率下产生弱吸收。吸收率大约比辐射的增长率低两个数量级,因此即使在发射带和吸收带重叠时吸收率也很弱。变换到静止观测者坐标系,发现辐射相对于磁场倾斜。对于接近孔,辐射频率甚至可以超过局部电子回旋频率。
2011-10-17 astro-ph.SR physics.geo-ph physics.space-ph
The magnetic field strength of a methane dwarf measured from its radio spectral cutoff
ASTRON, The Netherlands Institute for Radio Astronomy(荷兰射电天文研究所);Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen(格罗宁根大学卡普坦天文研究所);Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学安东·潘内库克天文研究所);Leiden Observatory, Leiden University(莱顿大学莱顿天文台)
研究通过对甲烷矮星双星的射电观测,利用其射电频谱截止测量磁场强度。结果发现基于能量平衡的标度律预测过高,基于洛伦兹 - 科里奥利力平衡的标度律与之相符,强调多频率监测对确定场产生标度律的重要性。
2026-07-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Coherent Emission
等离子体发射和电子回旋脉泽发射的理论,以及它们的应用,太阳射电爆发和木星的DAM和地球的AKR的评论,强调早期的文献和尚未解决的问题。本文指出,射电天文学中的相干性的定量测量还有待于在观测上或理论上加以探讨。
2009-02-12 astro-ph.SR
Radio masers on WX UMa: hints of a Neptune-sized planet, or magnetospheric reconnection?
附近的M矮星WX Uma最近被LOFAR在无线电波段探测到。结合其观察到的亮度温度和圆偏振分数表明,通过电子回旋脉泽不稳定性产生的排放。有两种不同的机制被提出来为低质量恒星的这种发射提供动力:要么是恒星磁场和轨道行星之间的亚阿尔夫文相互作用,要么是恒星磁层边缘的重联。在本文中,我们调查这两种机制的可行性,利用恒星周围的等离子体环境的信息,从模拟其恒星风。利用这些信息,我们表明,海王星大小的系外行星的磁场强度为10-100 G的轨道在~0.034 AU可以准确地再现观测到的无线电发射从恒星,相应的轨道周期为7.4天。由于恒星的倾角,在赤道轨道上的行星不太可能经过恒星。虽然这样一颗行星可能会引起径向速度半振幅从7到396 m s $^{-1}$,但由于宿主恒星的活动,这种信号不太可能用现有技术检测到。我们的行星引起的无线电发射模型在这里的应用说明了其令人兴奋的潜力,作为一个新的工具,从长期的无线电监测识别行星托管候选人。我们还开发了一个模型来研究重新连接供电的排放情况。虽然这种方法产生的结果不如行星引起的情景,但它仍然是一种潜在的替代排放机制,值得进一步探讨。
2022-05-03 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Interacting Fields and Flows: Magnetic Hot Jupiters
我们目前的磁流体动力学(MHD)模拟的太阳型恒星和短周期热木星系外行星之间的磁相互作用,使用公开可用的MHD代码PLUTO。据预测,由于磁相互作用,如电子回旋脉塞不稳定性(ECMI)的发射将是可观察的。在我们的模拟中,由于系外行星大气层的紫外线蒸发,行星外流导致了环行星物质的积累。我们预测的ECMI排放和确定的排放是防止逃逸的系统。这是由于蒸发的物质导致行星附近的等离子体频率很高,从而抑制了ECMI过程。
2017-11-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Unusual periodic modulation in the radio emission of the methane dwarf binary WISEP J101905.63+652954.2
本研究利用LOFAR望远镜长期监测甲烷矮星双星J1019+65的射电辐射,新发现约0.787小时的额外周期信号,推测可能来自系统内第二颗褐矮星的自转调制,同时统计得到该类天体120-168MHz回旋辐射的占空比与射电明亮占比。
2025-10-29 astro-ph.SR
Auroral Radio Emission from Stars: the case of CU Virginis
室女座CU是一颗快速旋转的磁性化学特殊恒星,目前具有独特的无线电发射特性。最有趣的是存在强烈的,100%的圆偏振辐射归因于回旋脉塞。每一次恒星旋转,这种高度光束发射点两次指向地球,就像脉冲星一样。我们在2010年4月观察了CU Vir,EVLA在两个频段,中心在1450和1850 MHz。我们几乎覆盖了整个旋转周期,确认存在的两个脉冲的通量密度高达20毫焦耳。以前所未有的光谱和时间灵敏度获得的动态光谱使我们能够清楚地看到作为频率函数的不同时间延迟。我们将这种行为解释为恒星磁层内辐射的传播效应。这一新出现的情况表明,它与行星的极光无线电发射有着有趣的相似之处,特别是与地球的极光千米辐射(AKR)有着相似之处,后者起源于磁极上方几个地球半径处,直到最近才被发现具有高度辐射。我们的结论是,CU Vir,地球和其他行星的磁层,也可能是系外行星,可能有类似的几何和物理特性的回旋脉泽产生的区域。此外,脉冲是旋转周期的完美“标记”。这使我们第一次有可能以非凡的精度测量主序星或主序星附近恒星的自旋下降。
2011-07-04 astro-ph.SR
Electromagnetic Proton Beam Instabilities in the Inner Heliosphere: Energy Transfer Rate, Radial Distribution, and Effective Excitation
在太阳风中经常观察到不同离子种类之间的差异流动,这种离子差异流动可以提供驱动Alfvén/离子回旋和快磁声/哨声不稳定性的自由能。以前的工作主要集中在离子束不稳定性下的参数代表的太阳风附近1 au。本文利用内日球层磁场和等离子体参数的径向模型进一步研究了质子束流的不稳定性。我们探讨了一个全面的分布质子束不稳定性的日心距离和束速的函数。我们还对不稳定波和粒子之间的能量转移进行了详细的分析,并量化了质子束的自由能流入不稳定波和其他种类的粒子物种(即,质子核、α粒子和电子)。这项工作澄清了平行和垂直电场都是负责激发斜阿尔文/离子回旋和斜快磁声/哨声不稳定性。此外,这项工作提出了一个有效的增长长度来估计是否有效地激发不稳定性或没有。结果表明,质子束在太阳大气中以600-1300 km/s $\sim$的速度漂移,可以有效地驱动斜向Alfvén/离子回旋不稳定性、斜向快磁声/哨声不稳定性和斜向Alfvén/离子束不稳定性.特别是,在太阳大气中驱动的倾斜阿尔文/离子回旋波可以在其中显着阻尼,导致太阳日冕加热。这些结果有助于了解质子束流在日光层内的动力学,并可以通过现场卫星测量进行验证。
2021-10-29 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Coherent radio emission from a population of RS Canum Venaticorum systems
来自恒星的相干射电辐射可以用来限制基本的日冕等离子体参数,如等离子体密度和磁场强度。它也是色球层和磁层加速机制的探测器。近距离双星,如RS Canum Venaticorum(RS CVn)系统,特别有趣,因为它们的色球活动水平提高,可能直接磁相互作用,使它们成为研究日冕和磁层加速机制的独特实验室。RS CVn双星被认为是射电明亮的,但相干射电辐射以前只在一个系统中被发现过。在这里,我们提出了一个人口的14相干无线电发射RS CVn系统。我们在正在进行的LOFAR两米巡天中确定了人口为144 MHz的圆偏振源,与已知的RS CVn二进制天体相关。我们发现,所观察到的发射是由电子回旋脉塞不稳定性。我们使用数值计算的微波激射器的光束几何形状,认为通常调用的“损失锥”微波激射器不能产生必要的亮度温度在我们的一些检测和更有效的不稳定性,如壳或马蹄形微波激射器,必须调用。这样的脉泽配置已知在行星磁层中运行。我们还概述了两个加速机制,可以产生相干的无线电发射,一个加速发生在色球层和一个加速是由于恒星之间的电动相互作用。我们提出了无线电和光学监测观测,可以区分这两种机制。
2021-07-14 astro-ph.SR
Downward transport of electromagnetic radiation by electron holes?
一个有吸引力的机制辐射传输的电子空穴从磁层极光腔源区到电离层,甚至可能到大气层的检查。由于X模式的激发和传播特性,对于频率刚好低于局部电子回旋频率$ω\lesssim ω_{ce}$的辐射的通常共振激发,这种机制被证明是非常不可能的。只有当极光电离层局部穿孔,密度足够低,允许电子空穴随极光电子束向下移动到低海拔时,它才能起作用。如果更高的电子回旋谐波$ω\sim \ell ω_{ce}, ~\ell= 2,3,...$的共振激发成为可能,这是一种尚未探索的机制,那么在洞内激发的辐射可以被传输到比产生的更低的高度。如果发生这种情况,辐射将提供另一种磁层等离子体和大气之间的耦合机制。保留字:电子回旋脉塞,电子空穴,极光加速,极光辐射精细结构,极光千米辐射,木星射电辐射,行星射电辐射
2012-08-15 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
No Massive Companion to the Coherent Radio-Emitting M Dwarf GJ 1151
最近从M4.5矮星GJ 1151探测到的圆偏振、长持续时间(>8小时)的低频(~150 MHz)射电辐射被解释为通过电子回旋脉泽不稳定性产生的恒星-行星相互作用。这些行星的存在或参数尚未确定。使用20个新的HARPS-N观测数据,我们对任何接近GJ 1151的伴星的质量设定了99%的上限,其质量为Msini < 5.6 M。由于没有恒星,褐矮星或巨行星伴星可能在近轨道上,我们的数据与短周期陆地质量行星和GJ 1151之间的磁相互作用所产生的无线电发射相一致。
2020-02-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
325 MHz VLA Observations of Ultracool Dwarfs TVLM 513-46546 and 2MASS J0036+1821104
2007年6月,我们利用甚大天线阵(VLA)对超冷矮星TVLM 513-46546和2 MASS J 0036 +1821104进行了325 MHz(90 cm波长)射电观测。超冷矮星在射频下是无法探测到的,然而在8.5 GHz(3.5厘米)和4.9 GHz(6厘米)的观测显示,其静态射电通量大于100 μJy,脉冲大于1 mJy,与恒星自转一致。这种反常辐射可能是在长时间、大尺度磁场中回旋同步加速器和回旋脉塞过程的组合。由于每个过程的特征频率直接与磁场大小成比例,因此可以从具有较弱场强的区域检测到较低频率的发射。我们在TVLM 513-46546和2 MASS J 0036 +1821104的325 MHz波段没有观测到显著的射电辐射,建立了2.5σ总通量极限分别为795 μJy和942 μJy。对2005年1月2 MASS J 0036 +1821104的存档VLA 1.4 GHz观测的分析也产生了< 130 μJy水平的未检测。这些源的组合射电观测历史(0.3 GHz至8.5 GHz)表明,超冷矮星的连续发射光谱在2-3 GHz以下是平坦的或倒置的。此外,如果回旋脉泽不稳定性是负责脉冲无线电发射上观察到的一些超冷矮星,我们的低频非检测表明,负责高频爆发的活动区域被限制在2恒星半径和驱动的电子束能量小于5千电子伏。
2011-09-15 astro-ph.SR
The Dispersion Relations and Instability Thresholds of Oblique Plasma Modes in the Presence of an Ion Beam
如果离子束的速度足够大,离子束可以使阿尔文/离子回旋波和磁声波/哨声波不稳定。热等离子体色散关系的数值解先前已经表明,激发这种不稳定性所需的最小束速度对于具有$\vec k \times \vec B_0\neq 0$的斜模式比对于具有$\vec k \times \vec B_0 = 0$的平行传播模式明显更小,其中$\vec k$是波矢量,$\vec B_0$是背景磁场。在本文中,我们解释这种差异的准线性理论的框架内,专注于低$β$等离子体。我们首先推导,在冷等离子体近似下,在存在离子束的情况下,倾斜和平行传播波的色散关系和偏振特性。然后,我们展示了如何可以推导出不同的波分支的不稳定阈值的波-粒子共振条件,在波帧中的粒子能量的守恒,波能量的符号(正或负),和波的偏振。我们还提供了一个图形描述的不同条件下,朗道共振和回旋共振不稳定的阿尔文/离子回旋波的存在下的离子束。我们利用我们的研究结果来讨论可能限制太阳风中α粒子差分流的不稳定性类型。
2013-01-29 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Detection of the longest periodic variability in 6.7 GHz methanol masers G5.900-0.430
本文介绍日立32米射电望远镜对高质量恒星形成区G5.900-0.430的6.7GHz甲醇脉泽的长期监测观测。在VLSR = 9.77和10.84 km/s的特征中检测到大约1260天的通量变化周期,而在0.66 km/s的特征中确定了第二个较短的周期,130.6天。这只是第二个来源,有两个不同的时期。~1260天的周期大约是已知6.7 GHz甲醇脉泽最长周期的两倍。对称正弦曲线的变化模式和与预期的周期-光度关系的一致性表明,在这个源的脉泽流量变化的9.77和10.84公里/秒的功能机制可以解释原恒星脉动不稳定性。另一方面,由于0.66公里/秒的特征具有间歇性和不对称的变化轮廓,我们建议用CWB或螺旋激波模型来解释这一特征。利用VLBI获得0.66 km/s特征的空间分布将有助于更好地了解该源。
2023-01-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
Detection of coherent low-frequency radio bursts from weak-line TTauri stars
近年来,得益于LOFAR等能够进行灵敏观测的新设施,人们在低频恒星射电发射的检测方面做了大量工作。这种发射通常被证明是相干发射,通常归因于电子回旋脉泽发射,并且通常从主序星M矮星中检测到。在这里,我们报告的第一个检测相干发射在低频率的金牛座T星,这是已知的与高水平的恒星活动。使用LOFAR,我们已经检测到几个明亮的无线电爆发在150 MHz的两个弱线金牛座T星:KPNO-Tau 14和LkCa 4。所有的爆发都具有高的亮度温度($10^{13} - 10^{14}\ \mathrm{K}$)和高的圆偏振分数(60 - 90 \%),表明它们必须是由于相干发射机制。这可能是等离子体发射或电子回旋脉塞(ECM)发射。由于在至少一个爆发($\geq 10^{14}\ \mathrm{K}$)中看到的异常高的亮度温度,以及高的圆偏振水平,似乎不太可能是等离子体发射的来源,因此ECM是最有可能的发射机制。假设是这种情况,则发射区域中所需的磁场将为40 - 70 G。我们确定,最有可能的方法产生ECM的排放是等离子体共旋击穿恒星磁层。然而,仍然有可能是由于与轨道外行星的相互作用。
2021-06-29 astro-ph.SR
The plasma emission model of RBS1774
在本文中,我们建立了一个自洽的理论,解释RBS 1774的观测特性。众所周知,相对论粒子在脉冲星表面的分布函数是一维的。然而,回旋不稳定性导致相对论性电子的横动量的出现,其结果是,开始在同步加速器制度辐射。本文从Vlasov动力学方程出发,研究了由回旋不稳定性引起的准线性扩散过程。该机制提供了在光圆柱长度尺度上测量的光学和X射线发射的生成。一个不同的方法的同步加速器理论被认为是一个很好的协议与XMM-牛顿观测数据的光谱能量分布。我们还提供了可能的解释的光谱特征在0.7keV,在该模型的框架。
2010-12-20 astro-ph.SR
Auroral kilometric radiation and electron pairing
我们认为,靠近镜点的极光向上流区域中弹跳的中能电子配对可能在驱动电子回旋脉泽不稳定性方面发挥作用,以在极光千米辐射中产生逃逸的窄带精细结构。我们在回旋管近似中处理这种机制,为了简单起见,使用弱相对论性狄拉克分布的极端情况,而不是更现实的各向异性尤特纳分布。给出了带宽、频率漂移和空间位置的有希望的估计。
2020-07-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Heavy Ion Acceleration by Super-Alfvenic Waves
提出了多离子种类等离子体中超Alfvénic(SPA)波的产生机制,并讨论了与之相关的重离子加速过程。SPA波由于其高的相速度而具有大的波电场,因此被认为在粒子加速中起重要作用。它表明,通过使用全粒子模拟,大振幅质子回旋波,激发由于质子温度各向异性,非线性不稳定SPA波通过参数衰减不稳定性的三个组成部分组成的等离子体中的电子,质子,和$α$粒子。同时,$α$回旋波通过另一种衰变不稳定性被激发。预加速的$α$粒子与两个子波(SPA波和$α$回旋波)同时共振,并且它垂直于环境磁场被进一步加速。该过程可以在天体物理环境中工作,其中发生足够大的低质量离子的温度各向异性。
2019-12-19 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Periodic 6.7 GHz $\mathrm{CH_3OH}$ maser emission in G353.273+0.641: First candidate for a pulsating high-mass protostar
Graduate School of Sciences and Technology for Innovation, Yamaguchi University(山口大学理工学创新研究科);The Research Institute for Time Studies, Yamaguchi University(山口大学时间学研究研究所);Center for Astronomy, Ibaraki University(茨城大学天文学中心)
G353.273+0.641的6.7 GHz CH3OH微波发射表现出309天周期性变化,暗示原恒星脉动或双星吸积机制。
2026-02-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Electron beam induced radio emission from ultracool dwarfs
本文对电子束驱动和损耗锥驱动的电子回旋脉塞(ECM)在不同等离子体参数和不同磁场强度条件下,在相对较小的区域和较短的时间尺度上进行了数值模拟,试图解释最近发现的来自超冷矮星的强射电辐射。我们发现,大量的电磁场能量可以有效地释放从束驱动ECM,这迅速加热周围的等离子体。在速度空间中快速发展的高能电子尾(由ECM的加热过程产生)可以产生取决于外部磁场和电子束电流的初始强度的无线电连续谱。从模拟中可以得到电磁波的显著的线极化和圆极化。模拟的无线电波的频谱能量分布表明,谐波可能出现在10至70 $ν_{\rm pe}$($ν_{\rm pe}$是电子等离子体频率)在非相对论的情况下,从10至600 $ν_{\rm pe}$在相对论的情况下,这使得它很难找到基本的回旋频率在所观察到的射频。因此,未来的无线电观测应涵盖一个宽频带。
2012-04-10 astro-ph.SR
On the mechanism of polarised metrewave stellar emission
在恒星日冕中有两种相干射电辐射机制:等离子体辐射和回旋辐射。它们分别直接探测电子密度和磁场强度。大多数恒星的射电探测都是在厘米波段进行的,在那里通常不可能唯一地识别发射机制,这阻碍了射电观测在探测日冕条件方面的效用。在预期的恒星观测从一套敏感的低频($ν\sim 10^2\,{\rm MHz}$)射电望远镜,在这里我适用于非相对论性等离子体相干发射的一般理论的低频情况。我认为最近报道的低频发射dMe耀斑星AD狮子座和UV鲸鱼座和静止的恒星GJ 1151作为测试案例。我的主要结论是,不像厘米波制度,合理的湍流饱和制度,米波观测($ν\sim 10^2\,{\rm MHz}$)的发射机制,往往可以确定所观察到的亮度温度,发射持续时间和偏振分数的基础上。我得出以下启发:M-矮星的发射是$\gtrsim \,$小时长的$\gtrsim 50\%$圆极化分数在亮度温度的$\gtrsim 10^{12}\,$ K在$\sim 100\,{\rm MHz}$在典型的M-矮星强烈有利于回旋脉泽的解释。
2020-08-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
A Model for Radio Emission from Solar Coronal Shocks
日冕冲击是太阳大气中非常常见的现象,被认为是太阳II型射电暴的驱动因素。然而,这些排放物的微物理性质仍然是一个悬而未决的问题。本文提出电子回旋脉塞(ECM)辐射是日冕激波辐射产生的主要原因。在本模型中,由激波加速的高能离子束激发第一Alfvén波(AW),然后激发的AW导致沿激波前震边界形成密度耗尽管道。在这个密度耗尽的管道中,通过冲击加速产生的高能电子束可以有效地激发ECM不稳定性的无线电发射。我们的结果表明,该模型可能有潜在的应用太阳II型射电爆发。
2014-03-23 astro-ph.SR
Wave emission of non-thermal electron beams generated by magnetic reconnection
太阳耀斑中的磁重联能有效地产生非热电子束。当高能电子沿着磁场线传播通过周围等离子体时,高能电子又可以通过微观等离子体不稳定性引起无线电波。我们的目的是研究快速移动电子束(FEBs)引起的波发射与动力学磁重联产生的特征非热电子速度分布函数(EVDFs):两个流EVDFs沿分界线和扩散区,和垂直的新月形EVDFs靠近扩散区。为此,我们在这项研究中利用2.5D完全动力学粒子在细胞(PIC)代码模拟。我们发现:(1)两股流EVDF加上背景离子对电子/离子(流)不稳定性是不稳定的,由于净电流,电子/离子(流)不稳定性引起离子声波和朗缪尔波。这可能导致在扩散区和重联分界线中的多谐波等离子体发射。(2)垂直月牙形EVDF可以通过重联扩散区的电子回旋脉塞不稳定性产生多个谐波电磁电子回旋波。我们的结果适用于利用无线电波观测诊断控制太阳耀斑中磁重联的等离子体参数。
2022-05-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Temperature dependent growth rates of the upper-hybrid waves and solar radio zebra patterns
上下文在太阳射电辐射中观测到的斑马斑图对等离子体诊断是非常重要的。最有前途的模型,这些模式是基于双等离子体共振不稳定性,产生上混合波,然后可以转化为斑马发射。目标。我们的目标是详细研究热电子的双等离子体共振不稳定性,以及更密集的热背景等离子体。特别是,我们分析了如何增长率的不稳定性取决于两个热等离子体和背景等离子体成分的温度。方法.我们使用Python和Wolfram Mathematica对分析的模型方程进行了数值积分。结果我们发现,增长率的最大值的上混合波的非零温度的热和背景等离子体移向较低的频率相比,零温度的情况下。这种偏移随着电子回旋频率的谐波数s以及热等离子体成分和背景等离子体成分的温度的增加而增加。我们展示了这种转变如何改变从观察到的斑马估计的磁场强度值。我们证实,在较低的热电子温度下,生长速率与电子等离子体和电子回旋频率之比的关系呈现明显的峰值,随着温度的升高,这些峰值变得平滑。我们发现,在某些情况下,最大增长率的上混合波的波数矢量分量的值强烈偏离他们的分析估计。我们确认了推导模型方程时所用假设的有效性。
2017-01-23 astro-ph.SR
Compressive high-frequency waves riding on an Alfvén/ion-cyclotron wave in a multi-fluid plasma
本文研究了由质子、电子和α粒子组成的多流体等离子体中叠加在大振幅Alfvén波上的弱压缩高频等离子体波。对于这些波,等离子体环境是不均匀的,因为存在低频阿尔文波,振幅很大,这种情况可能适用于空间等离子体,如太阳日冕和太阳风。等离子体波的色散关系是从一个线性稳定性分析,使用一个新的本征值的方法,是用来解决一组微分波方程描述的传播等离子体波沿阿尔芬波磁场的恒定分量的方向。这种方法还允许考虑弱压缩效应。在存在背景阿尔文波的情况下,得到的色散分支与均匀等离子体的情况明显不同。由于可压缩性,声波被激发并且各种模式之间发生耦合,甚至压缩模式的不稳定性。在动力学处理中,这些等离子体波将是朗道共振波-粒子相互作用的自然候选者,因此可能通过它们的阻尼导致粒子加热。
2012-01-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The Effects of Non-Equilibrium Velocity Distributions on Alfvén Ion-Cyclotron Waves in the Solar Wind
本研究利用ALPS求解器对比太阳风质子实测VDFs与双麦克斯韦拟合VDFs的阿尔文模特性,发现VDF结构对波增长/阻尼率影响显著,解释了双麦克斯韦模型不稳定性阈值无法完全约束观测的问题。
2023-08-28 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Stochastic ion and electron heating on drift instabilities at the bow shock
对垂直弓形激波内部波含量的分析表明,离子加热与低杂波漂移(LHD)不稳定性有关,电子加热与电子回旋漂移(ECD)不稳定性有关。这两个过程都代表了由电子回旋半径尺度上的电场梯度引起的随机加速,这两种不稳定性产生。随机加热是一种单粒子机制,其中大梯度打破绝热不变量并使粒子暴露于直流场和波场的直接加速。加速度由函数$χ= m_iq_i^{-1} B^{-2}$ div($\mathbf{E}$)控制,该函数表示用于电磁场和粒子之间的能量转移过程以及局部电荷非中性的测量的一般诊断工具。识别是利用磁层多尺度航天器(MMS)获得的多点测量结果进行的。LHD不稳定性的来源是离子的抗磁漂移,而ECD不稳定性的来源是电子的ExB漂移。霍尔离子推力器的ECD不稳定性的实验室诊断的结论是支持的。
2020-05-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph