Nonlinear plasma density modification by the ponderomotive force of ULF pulsations at the dayside magnetosphere
利用非线性定常力平衡方程，分析和数值研究了在超低频行波诱导的有质动力作用下磁层等离子体密度的非线性变化.这个方程适用于偶极子和日侧磁层有一个和两个磁层边界附近的地磁场极小值。有质动力、离心力和重力对密度分布的单独和联合作用。
2012-04-30 astro-ph.EP
Two Plasma Sources of Dayside Martian Magnetosphere: Pick-up Ions -- Ionosphere Interaction
火星昼侧磁层是位于磁鞘和电离层之间的一层薄磁层，通常磁场增强，行星离子被加热。火星大气和挥发物演变任务航天器首次提供了高时间和空间分辨率测量数据，从而能够研究该区域的结构。这个区域有几个名字，包括边界层、等离子地幔和磁层。该区域的外边界被称为磁层顶、电离层顶、离子成分边界和堆积边界（见Espley，2018）。我们分析了火星昼侧磁鞘流和电离层之间的层中等离子体的性质和种群。考虑了太阳天顶角（SZA）在40°和日下点之间的区域。结果表明，在磁鞘中形成了磁层顶与电离层之间的区域，其中充满了加热的稀释电离层离子和重拾取离子。因此，我们发现这一加热电离层离子区与另一个磁鞘起源的重离子分量是共位的。由于两个原因，该磁鞘成分没有被识别。第一个是第二个部分在能量-时间谱图上看起来像是加热电离层部分的高能尾部。二是电离层中高能离子的观测量减少，导致静态能质分析仪的能量范围缩短。磁鞘离子成分是昼侧磁层形成的重要因素，也是高层电离层和大气的能量来源。
2019-09-16 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
Comparative Analysis of Dayside Reconnection Models in Global Magnetosphere Simulations
我们测试和比较现有的一些模型预测的位置磁重联在地球的向阳面磁层顶的各种太阳风条件。我们采用强大的图像处理技术来确定每个模型预测重连发生的位置。然后将预测结果与磁分离器进行比较，磁场线分离不同的磁拓扑结构。的预测进行了测试，在不同的高分辨率模拟与行星际磁场（IMF）的时钟角度范围从30到165度的全球磁流体动力学模拟使用三维块自适应树太阳风Roe型逆风计划（BATS-R-US）代码与均匀的电阻率，虽然所描述的技术可以普遍适用于任何自洽磁层代码。进行额外的模拟，以测试IMF强度和偶极子倾斜的位置模型的依赖。我们发现，大多数模型匹配大部分的磁分离器时，IMF有一个向南的分量，与模型说，重新连接发生在当地的重新连接率和重新连接流出速度最大化的表现最好。当IMF有一个向北的分量，没有一个模型测试忠实地映射整个磁分离器，但最大的磁剪切模型是最好的映射分离器的尖点区域已观察到重联。在考虑了平行于磁场重连分量的等离子体流剪切后，对一些具有北向IMF取向的模型的预测得到了改善。观察的影响进行了讨论。
2015-04-23 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
The Influence of Temperature Anisotropies in Controlling the Development of Magnetospheric Substorms
离子各向异性可以影响磁层内的一系列过程，从改变各种不稳定性的增长率到磁层内的质量和质量输运。本文利用全球多流体模拟方法，对压力张量进行了全面处理，以评估温度各向异性对理想亚暴磁层动力学的影响。模拟能够解决在极冠上的二次曲线的发展，其最终变成瓣中的波束。该等离子体的进入，特别是具有高Tparallel的重离子，导致更快的重连速率，重连区域内的额外湍流，亚暴开始时间相对于各向同性模拟提前约5分钟。各向异性处理产生更强烈的极光电流的夜面与发病和更快的扩展阶段的亚暴。在各向异性模拟中，进入电流片的等离子体经历了更强的加热，这增加了等离子体向赤道向阳面的传输。因此，对流的等离子体磁层向昼侧磁层在生长阶段是伴随着一个相对增加Tparallel。这导致了一个非常明显的温度分布在向阳面。注入的高能粒子从亚暴导致的整体增加Tvertical的白昼，但只有O+达到足够的能量，这些离子的大部分能够跨越中午当地时间在膨胀阶段，参与形成对称环电流。这些过程的净效应是降低跨极冠电位，改变重联发展和极光流发展的时间，并增加高能粒子注入内磁层。
2016-05-04 astro-ph.EP physics.space-ph
Magnetic Field Draping in Induced Magnetospheres: Evidence from the MAVEN Mission to Mars
本研究基于MAVEN任务数据，利用贝叶斯多元线性回归模型分析了火星感应磁层的磁场披挂形态，发现高空白昼侧披挂扭曲由IMF的X分量引起，低空扭曲则与剩余壳层场相关，从而更新了对感应磁层和磁尾形态的理解。
2023-10-20 astro-ph.EP physics.space-ph stat.AP
Impact of Solar Wind Depression on the Dayside Magnetosphere under Northward Interplanetary Magnetic Field
我们提出了一个后续研究的敏感性，地球的磁层太阳风活动使用粒子在细胞模型[巴拉卡和本Jaffel，2007年]，但在这里向北IMF。磁层空腔的形成和它的伸长是由磁层平行波瓣的经典结构得到的。通过改变太阳风的整体速度来模拟太阳风动压的下降，然后将其恢复，从而将脉冲扰动施加到系统。作为对这种干扰的反应，在进入的太阳风等离子体中出现了一个缺口（突然的低压），它正朝着地球移动。间隙的尺寸为~15RE，并且与先前针对Bz <0和Bz = 0两者获得的尺寸相当。在扰动的初始阶段，向阳侧磁层顶（MP）的扩展速度比以前的情况下，IMF的取向作为一个结果的抑郁症。由于向北的IMF加强了MP的外边界，MP的大小呈非线性扩展。此外，在最初的100 Δ t期间，MP从13.3 RE收缩至~9.2 RE，然后开始扩张;这种现象在南部IMF条件下也观察到，但在无IMF情况下则没有观察到。当他们感觉到太阳风的低压时，尖点在高空变宽，同时以直立的姿势拖曳。对于磁场的拓扑结构，磁层场和磁鞘场之间的重连在向北和向南的尖点区域都被清楚地观察到。此外，在向北IMF条件下的尾部区域更局限，相反，在向南IMF的情况下获得的鱼尾形状。与Bz = 0和Bz <0时的~103 RE和~80 RE相比，在~110 RE处的尾部形成X点。我们的研究结果是一致的，从许多空间天文台的预测，提出进一步测试我们的模拟技术与现有的报告。
2010-12-28 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
Review of Mercury's Dynamic Magnetosphere: Post-MESSENGER Era and Comparative Magnetospheres
本文综述了后信使时代水星磁层的研究，并将其与其他行星磁层，特别是地球磁层的动力学进行了比较。本文首先介绍了水星，包括它的行星际环境，磁层，外逸层和导电核心。本文综述了向阳面磁层顶频繁而强烈的磁重联，即通量传输事件“簇射”，以及它们对磁层顶的磁鞘等离子体β和磁剪切角的依赖性，以及它们对通量环流和磁层-地表-外逸层耦合的贡献。其次，综述了极端太阳事件下水星磁层的研究进展，包括太阳活动对昼侧磁层的核心感应和重联侵蚀，以及夜侧磁层的响应。然后，总结了等离子体片的晨昏特性，包括离子的特性、电流片的结构和磁重联的动力学。最后一个主题回顾了水星磁层中的粒子扰动，其中包括磁层顶边界上的开尔文-亥姆霍兹波的扰动、重联产生的磁结构和交叉尾电场。在每一章中，最后一节讨论了与每个主题相关的开放性问题，这些问题可以在模拟和未来的航天器任务中考虑。最后，我们总结了未来的BepiColombo机会，这是欧空局和JAXA之间的联合任务，正在前往水星。
2021-12-06 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
Time-Varying Magnetopause Reconnection during Sudden Commencement: Global MHD Simulations
响应于太阳风动压增强，磁层的压缩产生强烈的电离层信号和地面磁场的急剧变化，称为突然开始（SC）。虽然这种压缩也与电离层极冠的收缩有关，但由于磁尾重连的触发，昼侧重连的任何变化的影响都不太清楚，这是充分理解系统响应的关键组成部分。在这项研究中，我们探讨了随时间变化的性质，白天耦合SC进行全球模拟使用Gorgon MHD代码，并影响磁层与一系列行星际冲击具有不同的参数。我们确定的位置和演变的重连区域在每种情况下的冲击传播通过磁层，发现强烈增强的昼侧重连率和迅速扩大的昼侧极冠之前，最终触发尾部重连。这种影响渗透到各种IMF的取向，和重连率是最增强的事件与较高的动压。我们解释了这一点，通过重复的模拟与一个大的显式电阻率，显示压缩的磁鞘等离子体附近的传播冲击波前允许更大的强度和在不同的位置上的昼侧磁层顶比在典型的太阳风条件下的重连。结果表明，在严重空间天气事件发生期间，昼侧耦合的动态行为可能使重联的稳定模型不准确。
2022-03-26 astro-ph.EP physics.comp-ph physics.geo-ph
Magnetospheres of Terrestrial Exoplanets and Exomoons: Implications for Habitability and Detection
描述宜居系外行星和/或其卫星的特征至关重要。在这里，我们展示了我们的磁场拓扑建模的结果，它表明，地球的系外行星，系外卫星耦合磁层一起工作，以保护早期的大气层的系外行星和系外卫星。当系外月磁层位于系外行星的磁层空腔内时，系外月磁层就像一个保护性的磁泡，当月球位于向阳面时，它提供了一个额外的磁层顶来面对恒星风。此外，磁重联将为早期系外行星和系外卫星之间的大气交换创造一个关键途径。当系外卫星的磁层位于系外行星的磁层之外时，它就成为抵御强烈恒星风的第一道防线，减少了系外行星大气层对太空的损失。简要讨论了这种类型的系外卫星将如何改变磁化系外行星的无线电发射。
2020-12-21 astro-ph.EP physics.space-ph
The initial temporal evolution of a feedback dynamo for Mercury
目前正在讨论各种可能性来解释观测到的水星固有磁场的弱点。一种可能的发电机场景是一个发电机与磁层的反馈。由于水星的磁场很弱，它的磁层很小，太阳下的磁层顶距离只有1.7赫敏半径。我们考虑发电机区磁层顶电流产生的磁场。由于起源于磁层的外场与发电机场的偶极分量反平行，因此产生负反馈。对于一个α-ω-发电机，这样一个反馈发电机的两个稳态解出现了，一个是弱磁场，另一个是强磁场。然而，问题是如何实现这些解决方案。为了解决这个问题，我们讨论了一个简单的发电机模型的各种情况下，可以达到一个稳定的弱磁场的条件。我们发现，反馈机制淬灭的整体字段约100至150 nT的低值，如果发电机不驱动太强。
2010-04-29 astro-ph.EP physics.geo-ph physics.space-ph
Eastward Transients in the Dayside Ionosphere II: A Parallel-plate Capacitor-Like Effect
本文通过对比2023年4月与2024年5月两次地磁暴事件，发现日侧电离层尖点区赤道侧存在东向移动的电场结构，提出其由波粒相互作用或质子沉降激发湍流霍尔电流，形成平行板电容器效应，挑战了传统极向移动解释，指出该现象可能是地磁暴的常见特征。
2025-10-10 astro-ph.EP physics.geo-ph physics.space-ph
Closed field line vortices in planetary magnetospheres
在旋转主导的磁层中，有一个封闭的磁力线围绕行星旋转的区域，也有一个开放的磁力线远离行星的区域，形成磁尾的叶。本文表明，可能有第三个，显着不同的区域，封闭的磁力线形成扭曲的旋涡结构锚定在磁尾。当磁层内有重要的等离子体源，并且等离子体团形成过程的时间尺度远大于行星自转周期时，就会形成这种模式。在旋涡的存在下，Dungey和Vasyliunas循环的作用不同。邓吉流不穿透极冠的中心区域。尾部重连事件是罕见的，从而使等离子体有足够的时间来参与基本上三维涡旋形成的等离子体运动。上述条件都适用于土星。我们在等离子体中发现了类似漩涡的图案，并在土星的磁层中发现了卡西尼号飞船测量的磁场数据。在这些涡旋中旋转的等离子体永远不会到达向阳面，相反，它在磁尾的高纬度地区进行逆行运动。低能等离子体数据表明，所观察到的图案对应于封闭的场线涡。
2023-01-12 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
A Volumetric Study of Flux Transfer Events at the Dayside Magnetopause
向阳面磁层顶的局部磁重联导致了通量转移事件的产生。FTE内的磁场呈现出复杂的螺旋形磁通绳拓扑结构。利用自适应网格细化（AMR）的策略，我们进行了3维磁流体动力学模拟的磁层的类地行星和研究这些FTE的演变。我们第一次在3D中检测和跟踪FTE结构，并呈现FTE演变的完整体积图。FTE体积内的热力学量的时间演变证实，连续重连确实是活跃的FTE增长的主要原因，如从绝热分布的P-V曲线的偏差所示。对FTE的磁特性的调查显示，FTE体积内的垂直电流迅速减少，表现出内部电流趋向于场对齐的趋势。线性无力磁通绳模型的有效性评估表明，这种FTE的结构漂移到一个恒定的$α$状态，但连续重连抑制实现一个纯粹的线性无力配置。此外，计算出选定FTE所包含的通量范围在0.3 - 1.5 MWb之间。具有最高通量含量的FTE构成净昼侧开放通量的$\sim$ 1%。这些通量值进一步与线性无力通量绳模型提供的估计值进行比较。对于选定的FTE，线性无力模型低估了通量含量高达40%，由于连续重新连接通量注入。
2022-08-31 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Compression and Reconnection Investigations of the MagnetoPause (CRIMP): A Mission Concept to Uncover the Impact of Mesoscale Reconnection and Plasma Outflow Processes at the Dayside Magnetopause
Space Science Center, University of New Hampshire（新罕布什尔大学空间科学中心）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian（哈佛与史密森尼天体物理中心）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Dartmouth College（达特茅斯学院）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Georgia State University（佐治亚州立大学）；The Catholic University of America（美利坚天主教大学）；Instituto Tecnológico de Aeronáutica（巴西航空技术研究所）；The Aerospace Corporation（航空航天公司）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Remcom Inc.（Remcom公司）；NASA Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（美国宇航局喷气推进实验室，加州理工学院）；Space Sciences Laboratory, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校空间科学实验室）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Southwest Research Institute（西南研究院）
CRIMP任务通过两艘相同航天器研究地球磁层边界的小尺度结构和粒子流出，揭示磁鞘小尺度驱动、日侧磁层边界现象和局部等离子体流出对磁重联和能量传输的影响。
2026-08-10 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Observations of an Electron-cold Ion Component Reconnection at the Edge of an Ion-scale Antiparallel Reconnection at the Dayside Magnetopause
太阳风参数对重联率起主导作用，它控制着地球磁层顶太阳风-磁层耦合效率。此外，在磁层顶磁层一侧经常探测到的来自电离层的低能离子也会影响磁重联。然而，低能离子在重联中的具体作用仍然是一个正在积极讨论的悬而未决的问题。在目前的工作中，我们报告了在2015年9月11日使用NASA的磁层多尺度数据在低能离子存在下对多尺度，多类型磁层顶重联的原位观测。这项研究将离子分为冷离子群和热离子群。观测结果可以解释为二次重联主要由电子和冷离子位于离子尺度重联的边缘。这一分析表明，冷离子在没有热离子响应的二次重联中起主导作用。冷离子和电子被次级过程加速和加热。该研究为反平行和分量重联的同时发生提供了观测证据。结果表明，二次重联中的预加速和加热冷离子和电子可能参与了一次离子尺度的重联，影响了太阳风-磁层顶耦合，而复杂的磁场拓扑结构影响了重联率。
2021-09-22 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Mercury's magnetic field in the MESSENGER era
信使号磁力仪的数据显示，水星的磁场不仅异常微弱，而且具有独特的几何形状。内部磁场类似于一个轴向偶极子，向北偏移行星半径的20%。这意味着轴向四极子特别强，而偶极倾斜可能低于0.8度。与太阳的紧密接近加上微弱的内部磁场导致了一个非常小和高度动态的Hermean磁层。我们回顾了目前对水星内部和外部磁场的理解，并讨论了可能的解释。经典的对流驱动的核心发电机很难重现观测结果。强的四极子贡献可以通过不同的措施来促进，但它们总是伴随着大的偶极倾斜和通常相当小的尺度场。一个稳定分层的外核区域似乎不仅需要解释特定的几何形状，而且还需要解释Hermean磁场的弱点。新的内部模型表明，水星的核心可能在核心-地幔边界之下拥有一个铁雪区。在这样一个地带可能形成的正的径向硫梯度确实会促进稳定的层结。然而，即使发电机模型，包括稳定层显示汞一样的磁场只有一小部分的总模拟时间。核幔边界热通量的大尺度变化有望产生更持久的结果，但与目前对水星下地幔的理解不一致。
2017-01-18 astro-ph.EP
Magnetic Flux Transport Identification of Active Reconnection: MMS Observations in Earth's Magnetosphere
磁重联在改变磁场拓扑结构的同时，对能量转换起着重要的作用。这个过程发生在不同的等离子体环境中，其中磁通量的传输是固有的。在原位观测中识别活跃的磁重联位点是具有挑战性的。磁通量输运（MFT）分析是近年来发展起来的一种新技术，它能有效、准确地识别主动重联。在这项研究中，我们研究的MFT过程中，在37个以前报道的电子扩散区（EDR）/重连线交叉事件在向阳面磁层顶和磁尾和湍流磁鞘使用磁层多尺度测量。X点处共存的向内和向外MFT流提供了磁场线断开和重新连接的特征。现场观测的MFT分析的应用表明，MFT可以成功地识别活跃的重联网站在复杂的变化条件下，包括不对称和湍流上游条件。它还提供了比单独的血浆流出射流更高的识别率。MFT可用于单航天器和多航天器飞行任务以及实验室实验的现场测量。
2022-03-13 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
AXIOM: Advanced X-ray Imaging Of the Magnetosphere
行星等离子体和磁场环境可以通过现场测量或遥感进行研究。前者提供了关于局部尺度上等离子体行为、不稳定性和动力学的精确信息，而后者提供了了解磁层等离子体与太阳风总体相互作用所需的全球视角。在这里，我们提出了一种新的和更优雅的方法，采用远程X射线成像技术，这是现在可能由于太阳风电荷交换X射线发射在地球磁层附近的相对较新的发现。我们描述了如何适当设计和定位的X射线望远镜，同时在现场测量太阳风的支持下，可以用来成像的昼侧磁层，磁鞘和弓形激波，时间和空间分辨率足以解决几个关键的悬而未决的问题，关于如何在全球一级的太阳风与地球的磁层相互作用。我们的研究使我们提出了“AXIOM：磁层高级X射线成像”，这是一项概念任务，使用带有LISA探路者型推进模块的Vega发射器将航天器置于围绕地月L1点的Lissajous轨道。模型有效载荷包括一个X射线宽场成像仪和一个现场等离子体和磁场测量包。这套设备包括传感器和磁力计，传感器的设计目的是测量太阳风的整体特性，并探测引起电荷交换发射的太阳风的次要离子群，磁力计的设计目的是测量太阳风磁场的强度和方向。我们展示了模拟，演示了拟议的X射线望远镜设计是如何能够成像的预测发射从昼侧磁层的灵敏度和节奏所需的实现科学目标的使命。
2011-08-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Mass supply from Io to Jupiter's magnetosphere
本文综述了木卫一向木星磁层供给等离子体物质的机制与稳定性，指出大气损失主要由等离子体相互作用驱动，并探讨了偶发环瞬态变化与火山活动之间尚不明确的触发关系。
2025-01-14 astro-ph.EP physics.space-ph
Earth's Alfvén wings driven by the April 2023 Coronal Mass Ejection
本文报道2023年4月CME磁云中亚阿尔文速太阳风使地球磁层形成阿尔文翼的罕见现象，基于MMS任务观测揭示了冷CME等离子体直接撞击、翼丝磁连接及重联捕获等离子体等特征，深化了对CME与行星磁层相互作用及亚阿尔文速流影响天体物理体的理解。
2024-05-03 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Stellar wind-magnetosphere interaction at exoplanets: computations of auroral radio powers
我们目前的极光无线电功率的计算，预计从外行星的磁层驱动的地球一样的磁层与太阳风的相互作用。具体来说，我们计算的双细胞涡旋电离层流量，电流，并产生的无线电功率从Dungey周期过程驱动的昼侧和夜侧磁重联，作为行星轨道距离和磁场强度的函数。我们包括饱和的磁层对流，在地球磁层观察到的，我们提出幂律近似的对流电位，无线电功率和频谱通量密度。我们特别考虑了一个太阳能时代的系统和一个年轻的（1 Gyr）系统。我们发现，无线电功率的增加与磁场强度磁层饱和对流势，并广泛减少与轨道距离的增加。我们表明，在热的磁层对流将饱和，从而无法消散全部可用的入射坡印亭通量，这样的磁辐射波德定律（RBL）提出了一个很大的高估的无线电功率热的磁层对流。对于磁场强度为0.1-10 $B_J$的类太阳恒星，我们对热彗星的射电功率为$\sim$ 5-1300 TW，而我们发现，对于围绕年轻类太阳恒星的热彗星，竞争效应产生基本相同的功率。然而，特别是对于具有较弱磁场的行星，我们的功率在较大的轨道距离上高于RBL给出的功率，并且有许多行星的配置预计可以使用SKA检测。
2016-06-13 astro-ph.EP
MESSENGER observations of planetary ion enhancements at Mercury's northern magnetospheric cusp during Flux Transfer Event Showers
在水星上，有几个过程可以从行星表面释放出离子和中性物质。在这里，我们提出了增强的昼侧行星离子在太阳风进入层通量转移事件（FTE）的“阵雨”附近的水星的北磁层尖。FTE簇射对应于水星磁层强烈磁层顶重联的间隔，在磁层尖点赤道方向形成太阳风进入层。在这个进入层中，太阳风离子被加速并向下（即行星）移动到尖点，尖点在1分钟内溅射出向上移动的行星离子。在FTE阵雨期间，降水率提高了一个数量级，由于这种FTE驱动的溅射，外逸层的中性密度可以变化>10%。这些在入口层中增强的行星离子的原位观测可能对应于水星行星离子的逃逸通道，以及地球观测站在分钟时间尺度上观察到的外逸层的大规模变化。BepiColombo未来进行的全面多点测量将大大提高我们对水星动态外逸层和磁层过程的理解。
2022-01-11 astro-ph.EP physics.space-ph
Resistive MHD Simulations of Stellar Wind-Magnetosphere Coupling in TRAPPIST-1e
Escuela Nacional de Estudios Superiores (ENES) Unidad Morelia, Universidad Nacional Autónoma de México（国立自治大学高级研究国家学院莫雷利亚分部）；Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México（国立自治大学核科学研究所）
通过三维电阻性磁流体动力学模拟，研究了TRAPPIST-1e磁层与恒星风在不同磁扩散率下的耦合，发现磁扩散率增大会拓宽耦合层并改变能量转换区域分布，同时估算的射电功率代理随扩散率增加而增大，但数值扩散率过高使得结果仅作为敏感性研究，且行星磁场强度下的最大回旋频率低于地面观测窗口，需空间观测。
2026-03-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Soft X-Ray Imaging of Magnetopause Reconnection Outflows Under Low Plasma-$β$ Solar Wind Conditions
利用全球磁流体动力学模拟模型研究了地球磁层周围太阳风电荷交换过程的软X射线辐射。向阳面的磁层顶重联加热并加速了等离子体，从而使X射线发射变得像南行星际磁场条件下的$\sim 6 \times 10^{-6} {\rm\ eV}\ {\rm cm}^{-3}\ {\rm s}^{-1}$一样明亮。特别是，在低等离子体$β$太阳风条件下，我们发现，X射线强度反映了从重联区流出的批量运动。我们建议，这种特殊的太阳风条件将允许可视化的中尺度磁层顶重联网站，在日华观察。
2022-10-04 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Localized Oscillatory Dissipation in Magnetopause Reconnection
来自美国航天局磁层多尺度飞行任务的数据被用来研究地球磁层和太阳风（磁层顶）之间昼侧边界处的非对称磁重联。等离子体、电场和磁场以及波的高分辨率测量用于识别具有大电场振幅（高达100 mV/m）的高度局部化（~15电子德拜长度）驻波结构。这些波结构与空间振荡耗散相关联，其表现为J·E（耗散）的交替正值和负值。对于小的引导磁场，波动结构发生在EDR磁层边缘的电子停滞区。对于较大的引导场，结构也发生在重联x线附近。这种差异是解释在渠道的平面外电流（agyrotropic电子在驻点和引导场对齐的电子在x线）。
2017-12-14 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
Auroral, Ionospheric and Ground Magnetic Signatures of Magnetopause Surface Modes
地球磁层顶的面波对全球磁层动力学具有控制作用。由于航天器提供稀疏的现场观测点，因此最好在极地地区使用地面仪器对这些模式进行遥感。然而，关于预期签名的许多开放性概念问题仍然存在。因此，我们提供的预测极光，电离层，和地面磁观测，通过磁流体动力学理论和全球耦合磁层-电离层模拟的磁层顶表面本征模的关键定性功能。这些显示了单色振荡场向电流，由于表面模式和它的非共振阿尔芬耦合，存在于整个磁层。电流的振幅峰值出现在磁层顶边界层的赤道方向边缘，而不是以前认为的开闭边界。他们也表现出缓慢的向极相运动，而不是纯粹的倏逝。我们认为，向上的场向电流扰动可能会导致周期性的极光增亮。在电离层中，对流涡旋使向极移动的场向电流结构循环。最后，表面模式信号预测在地面磁场，电离层霍尔电流旋转扰动约（但不完全）90°相比，磁层。因此，典型的昼侧磁层顶表面模式在东西向地面磁场分量中应该是最强的。总的来说，所有的地面签名的磁层顶表面模式的预测具有相同的频率在L-壳，振幅最大化附近的磁层顶的赤道边缘，和更大的纬度尺度比场线共振。电离层焦耳加热和地磁感应电流的影响进行了讨论。
2023-03-02 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
M5 -- Mars Magnetospheric Multipoint Measurement Mission: A multi-spacecraft plasma physics mission to Mars
针对火星感应磁层，提出五航天器M5任务，通过多点测量研究磁尾动力学与能量输运，以助力理解大气逃逸。
2025-10-08 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.geo-ph
Structure and dynamics of the magnetopause and its boundary layers
本文综述了基于Cluster和THEMIS等多航天器任务对地球磁层顶及其边界层结构与动力学的研究进展，重点探讨了磁重联和Kelvin-Helmholtz不稳定性等过程的时空特性、多X线行为及其在太阳风物质输运中的作用与未解之谜。
2024-09-09 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
The Sun-Earth-Moon Connection: I--3D Global Kinetic Simulation
该研究改进IAPIC全球粒子模拟模型，在同一三维动力学模拟中纳入日、地、月，追踪电离层O$^+$与H$^+$向月球的输运，并再现磁层结构、温度各向异性及回流离子。
2023-08-09 astro-ph.EP physics.space-ph
The Influence of Thermal Evolution in the Magnetic Protection of Terrestrial Planets
对潜在可居住行星的磁性保护在确定其实际可居住性和/或检测大气生物特征的机会方面发挥着核心作用。我们在这里开发一个潜在的宜居类地行星和超级地球的热演化模型。利用最新的发电机标度律，我们预测了核心发电机磁场的性质，并研究了热演化对其性质的影响。潮汐锁定和解锁行星的磁保护水平估计相结合的行星磁层的简化模型和恒星风的现象学描述。热演化引入了对行星质量和旋转速率的磁保护的强烈依赖。潮汐锁定的类地行星与地球一样的组成将有早期的昼侧磁层顶距离在1.5和4.0 Rp之间，比以前估计的要大。自转周期约为1天的未锁定行星受到3至8 Rp的磁层保护。我们的结果是强大的对行星的整体组成和其他关键模型参数的不确定性的变化。为了说明的目的，还研究了可能适合居住的超级地球GL 581 d，GJ 667 Cc和HD 40307 g的热演化和磁保护。假设一个类似地球的组成，我们发现这些行星的发电机已经灭绝或接近关闭。虽然GL 581 d是最好的保护，但HD 40307 g的保护无法可靠地估计。即使在乐观的条件下，GJ 667 Cc似乎也严重暴露在恒星风中，并且在我们模型的条件下，可能遭受了大量的大气损失。
2013-04-10 astro-ph.EP physics.geo-ph
Asymmetric magnetic reconnection with a flow shear and applications to the magnetopause
我们进行了理论和数值研究的反平行的2D磁重联的密度和重联磁场强度的不对称性，除了在重联领域，这通常发生在行星磁层的平面中的重联网站的整体流剪切。我们预测的速度，一个孤立的X线对流的流量，重联率，并在重联不再发生任意重联磁场强度，密度和上游流速的临界流速，并确认结果与双流体数值模拟。的预测和模拟结果反对现行的重连模型在地球的昼侧磁层顶，说重连发生与一个固定的X线亚阿尔芬磁鞘流，重连发生，但X线之间的阿尔芬速度和两倍的阿尔芬速度的磁鞘流对流，重连不会发生磁鞘流大于两倍的阿尔芬速度。我们发现，X线运动是由动量守恒从上游流，这是不同的加权不对称系统，所以X线对流的一般条件，包括亚阿尔芬上游速度。对于重联率，而对称重联的截止条件是，在重联网站的两侧的流量的差异是两倍的阿尔芬速度，我们发现不对称导致的截止速度为不对称重联是高于两倍的不对称形式的阿尔芬速度。结果比较有利的观测期间向北行星际磁场，重连发生在地球的极尖，尽管磁鞘流动速度的两倍以上的磁鞘阿尔芬速度，以前提出的抑制条件。
2015-09-04 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
Extreme Geomagnetic Storm on Early Earth Induced by Corotating Interaction Regions from the Young Sun
本研究模拟年轻太阳CIR激波对早期地球磁层的影响，发现其引发极端地磁暴，显著增强焦耳热和电子沉降，并探讨了对早期地球及系外行星宜居性的意义。
2025-09-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Star-planet magnetic interactions in photoevaporating exoplanets: enhanced power due to atmospheric escape
Leiden Observatory, Leiden University（莱顿天文台，莱顿大学）
研究通过三维辐射磁流体动力学模拟揭示了大气逃逸对恒星-行星磁耦合的影响，发现逃逸率与功率存在平方根关系，为光蒸发行星的磁耦合观测提供了新目标。
2026-06-05 astro-ph.EP
