A new inner heliosphere proton parameter data set from the Helios mission
在不久的将来，帕克太阳探测器和太阳轨道飞行器将提供自1970年代太阳神飞行任务以来对内日光层太阳风的首次全面现场测量。我们描述了一个原始的Helios离子分布函数的再处理，提供可靠的和可重复的数据来计算内日球层中太阳风的质子核心人口。一个系统的双麦克斯韦分布函数进行拟合的原始Helios离子分布函数数据提取质子核心数密度，速度和温度平行和垂直于磁场。我们提出了这些派生的质子参数的径向趋势，形成一个基准，从新的测量在日光层内将进行比较。新的数据集已经公开提供给其他研究人员使用，以及用于生成它的源代码。
2018-07-11 astro-ph.SR physics.space-ph
Kinetic Scale Slow Solar Wind Turbulence in the Inner Heliosphere: Co-existence of Kinetic Alfvén Waves and Alfvén Ion Cyclotron Waves
利用美国宇航局帕克太阳探测器在距太阳0.18天文单位（AU）的内日球层拍摄的数据，研究了在高度Alfvénic慢太阳风湍流中离子动力学尺度周围等离子体波模式的性质。得到了归一化约化磁螺旋度的联合分布$σ_m (θ_{RB}, τ)$，其中$θ_{RB}$为局部平均磁场与径向的夹角，$τ$为时间尺度.确定了离子尺度附近的两个种群：第一个种群具有频率范围为2.1至26 Hz的$σ_m (θ_{RB}, τ) < 0$（在航天器框架内），对应于$60^{\circ} < θ_{RB} < 130^{\circ}$的动力学阿尔文波（KAWs），第二个种群具有频率范围为[1.4，4.9] Hz的$σ_m (θ_{RB}, τ) > 0$，对应于$θ_{RB} > 150^{\circ}$的阿尔文离子回旋波（ACW）。这首次证明了KAWs和ACW在内日球层的慢太阳风中的共存，这与以前在1 AU的慢太阳风中的观测结果形成对比。0.18和1天文单位之间的差异可以解释为：i）ACW在其向外的旅程中通过回旋共振耗散，或者ii）0.18天文单位处的慢太阳风的高阿尔夫文性可能有利于ACW的激发。
2020-06-08 physics.plasm-ph physics.space-ph
Anisotropy of Magnetic Field Spectra at Kinetic Scales of Solar Wind Turbulence as Revealed by Parker Solar Probe in the Inner Heliosphere
利用帕克太阳探测器在日光层内部采集的数据，我们研究了动力学尺度下磁场谱的功率和空间各向异性（即，亚离子尺度左右）在内日球层中的太阳风湍流中。我们发现，磁谱的强各向异性发生在动力学尺度上的最强功率在垂直于当地磁场的方向（形成一个角度θ_B的平均流速）。当θ_B角在90 ° ~ 180 °（或0 °）范围内变化时，磁谱的谱指数在-3.2 ~-5.8之间变化，表明在太阳风湍流中，谱指数在动力学尺度上具有很强的各向异性。使用诊断的基础上的磁螺旋度，我们表明，各向异性的光谱指数可以解释的等离子体模式进行级联在动力学尺度的性质。我们讨论了我们的研究结果，在现有的理论和目前的发展领域。
2022-03-20 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Kinetic Scale Spectral Features of Cross Helicity and Residual Energy in the Inner Heliosphere
在本文中，我们提出了第一个结果，从通量角操作模式的法拉第杯仪器机载帕克太阳探测器。通量角模式允许以293 Hz的节奏快速测量接近质子速度分布函数峰值的相空间密度波动。这种方法为理解太阳风和日华中的动力学尺度湍流提供了一个宝贵的工具。本文描述了一种将相空间密度涨落转换为矢量速度分量的方法，并计算了帕克太阳探测器在距太阳0.174AU处首次相遇时两个时间间隔内的谱指数、剩余能量和交叉螺旋度等湍流参数。
2019-12-16 physics.plasm-ph physics.space-ph
Observations of Cross Scale Energy Transfer in the Inner Heliosphere by Parker Solar Probe
太阳风是来自太阳的连续等离子体流，不仅塑造了近地空间环境，而且还作为一个天然实验室，在实验室无法实现的条件下研究等离子体湍流。从水手号开始，五十多年来，多个太空任务使人们能够深入研究太阳风湍流。帕克太阳探测器（PSP）的发射是为了探索太阳风的起源和演变。凭借其最先进的仪器和前所未有的接近太阳的方法，PSP正在开始一个新的日光层内探索时代。在这篇评论中，我们讨论的观测湍流能量流的尺度在日光层内观测的PSP。在提供了一个快速的理论概述和PSP之前的湍流的快速回顾，我们详细讨论了在不同尺度上的能量从最大尺度到等离子体的内部自由度的旅程的观察。最后，我们提出了一些开放式的问题，其中许多问题我们希望PSP能帮助回答。
2022-05-01 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Solar Orbiter and Parker Solar Probe: Multi-viewpoint messengers of the inner heliosphere
本文聚焦NASA帕克太阳探测器与ESA/NASA太阳轨道器这两个内日球层多视角信使，阐述其通过原位测量与遥感观测结合的协同工作模式，推动太阳风形成、日冕物质抛射及空间天气效应等物理过程研究的进展。
2025-02-13 astro-ph.SR physics.space-ph
The HelMod Model in the Works for Inner and Outer Heliosphere: from AMS to Voyager Probes Observations
HelMod是一个蒙特卡罗程序，用于描述银河宇宙射线（GCR）通过日光层从星际空间到地球的传输。在当前的HelMod第4版中，基于帕克方程的调制过程被应用于GCR在内和外日光层中的传播，即，包括日鞘HelMod被证明能再现由PAMELA、BESS和AMS-02等探测器在太阳活动周23-24期间观测到的质子、原子核和电子宇宙射线谱。特别是，AMS-02观测的空前准确性使人们能够更好地调整关于HelMod中实施的太阳调制机制的描述。此外，HelMod被证明能够再现旅行者探测器在日光层内部和外部区域直到其边界所观察到的uxes。
2019-03-18 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Galactic cosmic ray hydrogen spectra and radial gradients in the inner heliosphere measured by the HELIOS Experiment 6
背景：HELIOS太阳观测探测器提供了关于其轨道和运行时间的独特数据。其中一个机载仪器，实验6（E6），能够测量从4到几百MeV/nuc的离子。目的：在本文中，我们的目的是证明的相关性的E6数据的银河宇宙线（GCR），异常宇宙线（ACR），和太阳高能粒子（SEP）通量的计算不同距离的太阳和时间段。研究方法：几个校正已被应用到原始数据：闪烁体的淬灭因子的测定，温度相关的电子学的校正，闪烁体的退化以及对半导体探测器的边缘的影响。结果如下：E6测量的通量与GCR的力场解一致，符合异常宇宙线传播模型。GCR径向梯度在内日球层表现出不同的行为比外日球层
2019-05-03 physics.space-ph
Expansion of magnetic clouds in the outer heliosphere
大量的磁化等离子体经常以日冕物质抛射（CME）的形式从太阳中喷出。在太阳风中探测到的这些抛射中的一些是具有通量绳特征的磁云（MC）。磁云是一种典型的在日球层内部膨胀的结构。我们推导出太阳大气层外1 ~ 5个天文单位的MCs的膨胀特性，并与太阳大气层内的MCs进行比较。我们使用原位磁场和等离子体测量分析MCs观测到的宇宙飞船。MC边界是在MC框架中定义的MC轴与最小方差方法只适用于磁绳结构后。在内日球层中，MC内的大部分速度分布接近于时间的线性函数。这表明自相似膨胀和MC尺寸局部遵循太阳距离的幂律，指数称为zeta。我们从原位速度数据中推导出zeta值。我们分别分析的非扰动MC（案件显示几乎为整个事件的线性速度分布），和扰动MC（案件显示强烈扭曲的速度分布）。我们发现，未扰动的MC以类似的无量纲膨胀率（zeta=1.05+-0.34）膨胀，即比在太阳距离和内日光层（zeta=0.91+-0.23）略快。扰动MC的子集膨胀，在内日光层，在一个显着较低的速度和较大的色散（zeta=0.28+-0.52），从数值模拟中发现的时间演变的预期。这种膨胀的局部测量也与MC尺寸、平均磁场和等离子体参数随距离的分布一致。与强场区域（例如，另一MC）相互作用的MC具有最可变的膨胀率（范围从压缩到过度膨胀）。
2012-06-07 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Modulation of Galactic Cosmic Rays in the Inner Heliosphere, Comparing with PAMELA Measurements
建立了一个数值模式，研究了内日球层中银河系宇宙射线（GCR）随时间的调制。在模型中，采用了改进的Parker日球磁场（HMF）和Qin \& Zhang（2014）提出的NLGCE-F扩散系数模型。另外，根据观测资料，将磁湍流强度的纬向依赖关系假定为$\sim (1+\sin^2θ)/2$，径向依赖关系假定为$\sim r^S$，其中选取了$S$作为日球电流片（HCS）倾角的函数。我们表明，用于描述HMF湍流强度的空间变化的解析表达式与ESTA，旅行者1号和旅行者2号的观测结果吻合得很好。通过对调制码的数值计算，得到了最近太阳活动极小期质子能谱随时间的变化，结果表明，调制码的计算结果与PAMELA的测量结果是一致的。
2017-07-18 physics.space-ph
Observations of heating along intermittent structures in the inner heliosphere from PSP data
1-au处的太阳风质子温度与小尺度间歇性磁结构有关，即，具有增强温度的区域与诸如电流片的相干结构相关联。使用帕克太阳探测器的数据，从第一次遇到，我们研究这种关联使用径向质子温度的测量，采用部分方差增量（PVI）技术来识别间歇性的磁结构。我们观察到，高PVI事件的概率密度函数有较高的中值温度比那些与较低的PVI，在空间中的PVI峰值的位置，也有增强的温度时，与类似的区域相比，这表明在年轻的太阳风的加热机制，这是与发展的非线性湍流级联。
2019-12-11 physics.plasm-ph physics.space-ph
Puzzles of the interplanetary magnetic field in the inner heliosphere
行星际磁场（IMF）偏离帕克的模型经常被观察到在日光层中不同的距离r到太阳。通常，人们认为IMF的行为总体上符合帕克的模型，但有一些动荡的成分，影响和破坏IMF的空间和时间分布的全貌。然而，从0.29 AU到5 AU的多航天器在黄道IMF测量的分析表明，IMF径向演变是相当远的预期。径向IMF分量随绝热功率指数（|Br| \sim r^-5/3）、切向分量|Bt| \sim r^-1.1和IMF强度B \sim r^-1.4而减小。这意味着货币基金组织并没有完全冻结在太阳风中。可能，在日光层内的湍流过程显着影响IMF的膨胀。这意味着货币基金组织并没有完全冻结在太阳风中。内日球层的湍流过程可能对IMF膨胀有显著影响。这一点通过对Br分布径向演化的分析得到了证实。我们认为，一个准连续的磁重联，发生在日光层电流片和本地电流片内的IMF部门，是一个关键的过程，负责太阳风湍流与日心距离，以及冻结的IMF法律的崩溃。
2012-12-05 physics.space-ph
The evolution of compressible solar wind turbulence in the inner heliosphere: PSP, THEMIS and MAVEN observations
利用PSP、THEMIS和MAVEN观测资料首次计算了从$\sim$ 0.2 AU到$\sim$ 1.7 AU的可压缩能量传递率。计算了航天器处于原始太阳风中的时间间隔内，在不同的日心距离下，数百个事件的可压缩能量级联率$\varepsilon_C$。观测结果表明，相对于不可压缩叶栅速率$\varepsilon_I$，$\varepsilon_C$适度增加。取决于在等离子体中的可压缩性的水平，其中达到25 $\%$在PSP近日点，在可压缩的精确关系中的不同的条款被证明有不同的影响，在总级联率$\varepsilon_C$。最后，将观测结果与局地离子温度和太阳风加热问题联系起来。
2021-02-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Parallel Diffusion Coefficient of Energetic Charged Particles in the Inner Heliosphere from the Turbulent Magnetic Fields Measured by Parker Solar Probe
利用帕克太阳探测器实测磁湍流谱，基于准线性理论计算内日球层高能粒子平行扩散系数，发现其随距离和能量指数增长，并给出经验公式。
2024-03-18 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Helios 2 observations of solar wind turbulence decay in the inner heliosphere
利用磁流体动力学涨落混合三阶矩的线性标度，估算了膨胀太阳风中湍流级联的能量传递率。1976年，太阳神2号宇宙飞船测量了三个快速太阳风的样本，这些样本来自同一个日冕洞，距离太阳不同。与邻近的缓慢太阳风流一起，这些代表了一个独特的数据库，用于研究未受干扰的太阳风样本中湍流的径向演变。一组直接数值模拟的MHD方程进行格子玻尔兹曼代码FLAME也用于解释。我们表明，湍流能量传递率衰减近似为距离的幂律，并且在快风的情况下，振幅和衰减规律对应于所观察到的径向温度分布。衰减磁流体动力学湍流的磁流体动力学数值模拟结果显示出总耗散的类似趋势，这表明从衰减湍流的角度对观测到的动态进行了解释，对太阳风径向演化的多航天器研究可能有助于澄清黄道太阳风中湍流波动演化的性质。
2023-02-17 physics.plasm-ph physics.space-ph
Application of the electromotive force as a shock front indicator in the inner heliosphere
电动势（EMF）描述了小尺度湍流如何影响大尺度磁场的演化和产生。最近对现场测量的研究表明，当日冕物质抛射（CME）冲击波阵面经过航天器时，EMF会出现一个显著的峰值。本研究的目的是使用EMF作为CME冲击波阵面到达的指示器。利用Helios卫星的观测数据，我们对日冕物质抛射期间内日球层的电磁场进行了统计研究。我们开发了一个自动化的冲击波阵面检测算法，使用电动势作为主要的检测标准，并比较现有的CME数据库的结果。记录事件期间的电动势的属性进行了讨论作为日心距离的函数。我们的算法再现了Kilpua等人（2015）的大部分事件，并发现了许多额外的CME事件，这证明EMF是一个很好的冲击波阵面指标。在初始冲击后的0到50分钟发现EMF中的最大峰值。我们发现一个幂律为-1.54和-2.18的两种不同配方的电动势与日心距离。
2019-06-26 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Cosmic Ray Diffusion Coefficients Throughout The Inner Heliosphere From Global Solar Wind Simulation
我们使用三维磁流体动力学模拟的太阳风计算宇宙线扩散系数在整个内日光层（$2~R_\odot - 3$ AU）。模拟解决了大规模的太阳风流，这是耦合到小规模的波动，通过湍流模型。模拟结果指定背景太阳风场和湍流参数，用于计算扩散系数并研究其在日光层内的行为。平行平均自由程采用准线性理论计算，垂直平均自由程采用非线性导引中心理论，并结合随机弹道解释。几次运行检查不同的湍流能量和不同的太阳源偶极子倾斜。我们发现，在内日球层的大部分区域，径向平均自由程（mfp）由平行于平均磁场的扩散控制，平行mfp比垂直mfp至少大一个数量级，但在日球层电流片中，垂直mfp可能比平行mfp大几倍;在黄道区，当日心距大于1.5 AU时，垂直mfp可能影响径向mfp，我们对黄道区1 AU处平行mfp的估计与Palmer“共识”范围的$0.08 - 0.3$ AU一致;太阳活动增加了垂直扩散，减少了平行扩散;平行mfp随刚性$(P)$变化为$P^{.33}$，垂直mfp对$P$的依赖性较弱; mfp受长波长功率谱选择的影响较弱。
2017-08-17 physics.space-ph
Investigating the effects of numerical algorithms on global magnetohydrodynamics (MHD) simulations of solar wind in the inner heliosphere
本文利用sunRunner3D模型研究了不同数值算法扩散水平对内日球层太阳风MHD模拟的影响，发现模型能独立于算法选择再现CIRs全球特征，且高扩散方法更匹配实地观测数据。
2024-01-25 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Anisotropic Magnetic Turbulence in the Inner Heliosphere -- Radial Evolution of Distributions observed by Parker Solar Probe
利用帕克太阳探测器前5个轨道的观测资料，研究了\(\sim 28\) - 200 \(\rs\)之间磁场涨落的概率密度函数（PDF）的日径演化。磁场矢量到局部平均场坐标系的变换允许检查相对于平均磁场方向的各向异性。注意平均间隔大小的影响。研究发现，垂直涨落的PDF可以很好地近似为高斯函数，而平行涨落的PDF则不那么近似：后者的峰度通常大于10，并且它们的PDF表明，随着距离太阳的距离\(r\)的减小，偏度也在增加，后者的观测结果可能是由涨落的Alfvénicity增加来解释的。垂直方差与平行方差之比大于1;该方差各向异性随着\(r\)的减小而变强。总均方根起伏强度与平均场幅度的比值随着\(r\)的减小而减小，其值\(\sim 0.8\)接近1 AU，而\(\sim 0.5\)为0.14 AU;该比值很好地近似于\(r^{1/4}\)幂律。这些发现提高了我们对太阳风中湍流径向演化的理解，并对相关现象如内日球层中的能量粒子传输具有影响。
2022-09-02 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Statistical study of electron density turbulence and ion-cyclotron waves in the inner heliosphere: Solar Orbiter observations
最近公布的航天器的潜在的RPW仪器测量的太阳轨道器已被用来估计太阳风电子密度的内日光层。对2020年6月期间测量的太阳风电子密度进行了分析，以全面表征波动的湍流和湍流特性。磁场数据已被用来描述离子尺度波的存在。选定的间隔已被提取的研究和量化的湍流特性。经验模态分解（Empirical Mode Decomposition，EMD）被用来获得广义边缘Hilbert谱，等价于结构函数分析，并且还减少了非平稳、短时间序列的典型问题。波的存在被定量地确定，引入描述时间依赖性的、频率滤波的波功率的参数。一个定义良好的惯性范围与幂律标度已被发现几乎无处不在。然而，Kolmogorov标度和典型的双折射效应只存在于部分样品中。其他间隔具有较浅的光谱和更不规则的不规则性，不能用湍流模型描述。这些主要是在增强的离子频率波活动的间隔期间观察到的。与可压缩的磁场的不稳定性（从MAG仪器）和太阳风速度的估计（使用电场和磁场）的比较也提供了一般的背景下，并帮助确定异常波动的原因。
2021-05-17 physics.plasm-ph physics.space-ph
Evolution of switchbacks in the inner Heliosphere
我们分析了PSP前六次遭遇、三次Helios快流和两次Ulysses南极经过的磁场数据，覆盖了日心距离$0.1\lesssim R\lesssim 3$ au。我们使用这个数据集来统计确定不同周期和幅度的之字形的演变与距离太阳。我们比较的径向演变的磁场方差的均方振幅的之字形，并量化的径向演变的累积计数的之字形每公里。我们发现之字形的振幅下降速度比整体的湍流波动，在某种程度上与径向减少的平均磁场。这可能是振幅饱和的结果，也可能是太阳风中大振幅阿尔夫文波动衰减过程的特征。我们发现，在太阳风中发生之字形的演变是尺度依赖的：随着径向距离的增加，而较短的之字形的持续时间较长的部分减少。这意味着之字形动力学是一个复杂的过程，涉及衰变和在日光层内原位生成。我们确认，之字形可以产生的膨胀，虽然其他类型的之字形产生更接近太阳不能排除。
2021-09-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The Stability of the Electron Strahl against the Oblique Fast-magnetosonic/Whistler Instability in the Inner Heliosphere
分析了电子散射在太阳风中随日心距变化的微观动力学稳定性。斜快磁声/哨声（FM/W）不稳定性已出现在文献中作为一个关键的候选机制的有效散射的电子strahl到电子晕人口。利用帕克太阳探测器（PSP）和太阳神的数据，我们比较了测量strahl性能与分析阈值的倾斜FM/W不稳定性在低和高$β_{\parallel c}$制度，其中$β_{\parallel c}$是核心平行的热压力的磁压力的比率。我们的PSP和Helios的数据表明，电子strahl是平均稳定的倾斜FM/W不稳定性的内日球层。我们的分析表明，不稳定性，如果有的话，只能偶尔激发和短时间尺度。我们讨论了我们的分析和潜在的替代解释观察到的散射电子strahl在太阳风的警告。此外，我们建议在未来的个人分布的稳定性的数值评估，以考虑任何不确定性的有效性的分析表达式的不稳定阈值。
2022-01-25 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Jovian electrons in the inner heliosphere: Opportunities for Multi-spacecraft Observations and Modeling
本文提出利用多航天器观测木星电子以测量内日球层粒子3D分布，通过模拟2021年轨迹数据与实测对比约束传输参数，并展望未来任务对高能粒子传输研究的贡献。
2023-12-06 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Inner-Heliosphere Signatures of Ion-Scale Dissipation and Nonlinear Interaction
本文对帕克太阳探测器第一次近日点碰撞过程中观测到的惯性和动力学尺度的湍流功率谱进行了统计研究。我们发现，经常有一个非常陡峭的缩放范围的功率谱就在离子动力学尺度，类似于以前的观察在1 AU，与幂律指数约$-4$。基于我们的测量，我们表明，无论是一个显着的（$>50\%$）的总湍流能量通量的一部分被耗散在这个范围内的尺度，或湍流的特征非线性相互作用时间显着减少的期望仅基于非线性相互作用的动力阿尔文波的色散性质。
2020-01-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Observational evidence of CMEs interacting in the inner heliosphere as inferred from MHD simulations
LASCO日冕仪和近地航天器观测到了多次日冕物质抛射（CME）的相互作用，它被认为是地球效应风暴、大型太阳高能粒子事件和强烈的II型射电爆发的重要原因。新的和未来的任务，如STEREO，LWS哨兵和太阳轨道器将提供更多的观测太阳和地球之间的多个CME的相互作用。我们提出的模拟结果的两个和更多的CME相互作用的内日光层进行的空间天气建模框架（SWMF）。基于这些模拟，我们讨论了多个日冕物质抛射相互作用的观测证据，无论是在现场和日冕。CME相互作用的最明显的证据是鞘层中的高温，由于激波合并，以及日冕图像中的亮度增加，与前缘的相互作用有关。还讨论了在不同的距离和角度位置从太阳的多个卫星的重要性。
2008-08-27 physics.space-ph
Ion-Driven Instabilities in the Inner Heliosphere I: Statistical Trends
线性理论描述的不稳定性是太阳风中波粒相互作用的一种重要形式。我们诊断太阳风等离子体在0.3和1 au之间的不稳定行为通过Nyquist准则，应用它来拟合的$\sim1.5$ M质子和$α$粒子速度分布函数（VDFs）观测的\emph{Helios I}和\emph{II}。不稳定间隔的分数与太阳的径向距离的变化是线性的，标志着不稳定模式的活动逐渐下降。当计算的函数的太阳风速度和库仑数，我们得到更极端的，指数趋势的碰撞出现的地区有显着的影响VDF。不稳定增长率表现出类似的行为，并显着降低库仑数。我们发现，对于不可忽略的一部分观测，由于仪器分辨率的限制，质子束或二次分量可能无法检测到，并证明这个问题的影响并不影响这项工作的主要结论。
2021-10-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
On the residence-time of Jovian electrons in the inner heliosphere
木星电子作为内日球层中重要的测试粒子分布，过去已被广泛用于研究内日球层中宇宙射线的（扩散）传输。随着对木星源函数（即木星磁层外的粒子强度）的新限制，以及在1 AU处对源和观测者之间良好和不良磁连接的两种情况进行的一组新的原位观测，我们重新审视了这些早期的模拟。我们的目标是找到最佳的数值设置，可用于模拟6兆电子木星电子在内日球层的传播。使用这样的设置，我们进一步的目标是研究这些粒子的驻留（传播）时间，木星和地球观测者（1 AU）之间的磁连接的不同水平。利用一个基于随机微分方程方法的改进的木星电子传输模型，计算了不同模型参数下的木星电子强度。与观察结果的比较得出了最佳的数值设置，然后使用该设置来计算这些粒子的所谓停留（传播）时间。与原位观测相比，我们能够推导出适合于研究6 MeV木星电子在内日球层中传播的输运参数。此外，利用这些值，我们表明，在以前的文献中应用的计算停留时间的方法是不适合被解释为物理粒子的传播时间。这是由于概率分布的权重不正确。我们提出并应用了一种新的方法，其中每个伪粒子的结果由其产生的相空间密度（即它所代表的物理粒子的数量）加权。从而我们得到更可靠的估计的传播时间。
2020-06-04 astro-ph.SR physics.space-ph
Thermal energy budget of electrons in the inner heliosphere: Parker Solar Probe Observations
利用帕克太阳探测器的观测数据对电子热能收支进行了观测分析。我们使用的宏观时刻，从我们的拟合测得的电子分布函数，以评估的热能预算的基础上的玻尔兹曼方程的二阶矩。我们将对总预算的贡献与可逆和不可逆过程分开。我们发现，一个不可逆的热能源必须存在于内日球层超过日心距离范围从0.15到0.47 au。在0.33天文单位以下的日心距离的热通量的发散是积极的，而超过0.33天文单位，有一个可测量的热通量的退化。膨胀效应在0.3 au以下占主导地位的热能预算。在我们的稳态假设下，电子的自由流动不足以解释观测到的热能密度收支。我们推测，最有可能的驱动程序所需的加热过程是湍流。我们的结果是一致的，与已知的非绝热多变指数的电子，我们测量为1.18在探索范围内的日心距离。
2022-12-20 astro-ph.SR physics.geo-ph physics.plasm-ph
Magnetic Switchback Occurrence Rates in the Inner Heliosphere: Parker Solar Probe and 1 au
自2018年帕克太阳探测器（PSP）发射以来，被定义为磁场的大角度偏转或极性反转的“之字形”主题在空间物理学界引起了极大的兴趣。以前的研究以几种不同的方式描述了之字形，并且仅限于最初几个轨道的数据。在这里，我们分析了PSP的第一个完整的八个轨道的每单位距离之字形的发生频率。在这项工作中，被认为是之字形的事件，扭转了磁场的符号相对于区域平均水平。一个重要的发现是，发生率急剧下降接近太阳附近0.2 au（40 $R_\odot$），并从0.2 au向外缓慢上升。不同的磁场节奏和不同的局部平均环境场的分析是不同的，证实了结果的鲁棒性。我们讨论的机制之字形生成的影响。已经建立了一个公开的数据库，其中有已查明的逆转情况。
2022-02-09 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Sunward-propagating Alfvénic fluctuations observed in the heliosphere
反向日传播的阿尔夫文波动（AF）和向日传播的阿尔夫文波动（SAF）的混合/相互作用被认为是导致太阳风波动的阿尔夫文度随日心距离增加而减小的原因。然而，SAF很少被观察到在1 au和太阳风AF被发现是一般向外。利用旅行者2号和Wind卫星的观测资料，对6au内日球层的SAF进行了统计调查。我们首先报告了旅行者2号观测到的两个SAF事件。一个是在反向阳磁场区，磁场的起伏与太阳风的速度有很强的正相关。另一个位于向阳磁区，具有很强的负磁场-速度相关。从统计上看，随着日心距的增加，SAF所占的百分比逐渐增加，从1.0 au时的2.7%增加到5.5 au时的8.7%。这些结果为理解SAF的生成机制提供了新的线索。
2016-06-10 physics.space-ph
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
Linear Stability in the Inner Heliosphere: Helios Reëvaluated
由局部热力学平衡偏离引起的波粒不稳定性在控制太阳风动力学中起着重要作用。我们计算的统计变化的线性稳定性在一个大的子集的太阳神I和II快速太阳风观测使用的尼奎斯特稳定性准则的数值评估，占与质子和氦，包括温度各向异性和相对漂移的自由能的多个来源。我们发现88%的被测区间是线性不稳定的。不稳定模式的中值增长率在湍流传递率的一个数量级内，快到足以潜在地影响湍流尺度到尺度的能量传递。该速率不随径向距离而显著改变，尽管不稳定模式的性质以及哪些离子成分负责驱动不稳定性确实有所不同。离子-离子碰撞对稳定性的影响被发现是显着的;碰撞年轻的风是更不稳定的碰撞老风，非常不同的不稳定性存在于两种风。
2019-11-30 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
SEP environment in the inner heliosphere from Solar Orbiter and Parker Solar Probe
本研究整合 Solar Orbiter、Parker Solar Probe 等航天器的高能粒子观测，以揭示内日球层中 SEPs、ESPs 和 ACRs 等粒子的多位置加速与输运机制。
2024-08-05 astro-ph.SR physics.space-ph
Galactic Cosmic-Ray Propagation in the Inner Heliosphere: Improved Force-Field Model
太阳物理学的一个关键目标是了解宇宙射线如何在太阳系复杂的动态环境中传播。一个可观察到的是太阳调制，即，宇宙射线的通量和光谱在向内传播时如何变化。我们建立了一个改进的力场模型，利用帕克太阳探测器的磁功率谱密度的新测量预测太阳调制在地球轨道。我们发现，地球和太阳之间的宇宙射线调制是适度的，至少在太阳活动极小期和黄道面。我们的结果同意更好地与有限的数据宇宙射线径向梯度在地球轨道上比过去的治疗力场模型。我们的预测可以用帕克太阳探测器和太阳轨道飞行器即将在日光层内部进行的直接宇宙射线测量来检验。它们对于解释由于宇宙射线与太阳物质和光子的散射而从太阳发射的伽马射线也很重要。
2022-09-21 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Spatial gradients of GCR protons in the inner heliosphere derived from Ulysses COSPIN/KET and PAMELA measurements
在2006年至2009年从第23个太阳活动周期到第24个太阳活动周期的过渡期间，太阳处于一个不寻常的太阳活动极小期，在很长一段时间内活动非常低。这些特殊的条件包括非常低的行星际磁场（IMF）强度和高倾斜角，这两个都发挥了重要作用，在调制银河宇宙射线（GCR）在日光层。因此，GCR的径向和纬向梯度不仅取决于太阳磁纪元，而且还取决于整体调制水平。我们确定的非本地径向和纬度梯度的质子的刚性范围从~0.45至2 GV。这是通过使用来自地球反物质探索和轻核天体物理学卫星实验有效载荷的数据和位于木星轨道的远日点绕太阳的大倾角开普勒轨道上的基尔电子望远镜的数据完成的。与前一个A>0的太阳磁历元相比，我们发现纬度梯度的绝对值在高刚度时较低，而在低刚度时较高。因此，这种能量依赖性是对描述内日球层宇宙射线传输模型的关键测试。
2016-02-01 astro-ph.HE physics.space-ph
Solar Ring Mission: Building a Panorama of the Sun and Inner-heliosphere
太阳环（英语：Solar Ring）是一个空间科学飞行任务，目的是从黄道面的360°全视角对太阳和内日光层进行监测和研究。它将在1-AU轨道上部署三个120°分离的航天器。第一个航天器S1位于地球上游30°，第二个航天器S2位于地球下游90°，第三个航天器S3完成了配置。这种设计与必要的科学仪器，例如，多普勒速度和矢量磁场成像仪、广角日冕仪和现场仪器将使我们能够建立许多前所未有的能力：（1）提供整个太阳表面的同步多普勒速度观测，以了解深层内部，（2）提供整个光球层的矢量磁图-太阳大气层和日光层的内边界，（3）提供太阳特征结构的全寿命演化信息;（4）提供太阳瞬变和内日层空间天气的全貌。利用这些能力，太阳环飞行任务旨在解决有关太阳周期起源、太阳爆发起源和极端空间天气事件起源的未决问题。该任务的成功完成将构建太阳和内日光层的全景，从而增进我们对恒星和维持我们生命的空间环境的了解。
2022-10-23 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.space-ph
Whistler Waves and Electron Properties in the Inner Heliosphere: Helios Observations
本文分析了在内日球层（0.3- 1au）观测到的窄带哨声波特征。这些特征是由Helios 1号航天器上的搜索线圈磁力计测量的交流磁场10-200赫兹频率范围内的谱密度的起伏。我们发现，大多数哨声信号出现在慢太阳风（<500 km/s）中，它们的出现率随着径向距离（R）的增加而增加，从0.3 au时的~3%增加到0.9 au时的~10%。在快太阳风中（>600 km/s），哨声活动显著降低;当R > 0.6 au时，哨声信号开始出现，其数量从0.65 au时的~0.03%增加到0.9 au时的~1%。我们研究了电子核和晕各向异性的变化，以及电子归一化热通量作为R和太阳风速度的函数。我们发现，在慢风的电子核心和晕的各向异性是高于在快的，而且，这些各向异性径向增加，在两种类型的风，这是符合哨声签名的发生。我们假设存在一个反馈机制来解释所观察到的径向变化的发生哨声与晕各向异性。
2020-08-05 physics.space-ph
Self-Similarity of ICME Flux Ropes: Observations by Radially Aligned Spacecraft in the Inner Heliosphere
行星际日冕物质抛射（ICME）是日光层环境的一个重要特征，也是地球上不利空间天气的主要原因。ICME传播以及传播过程中ICME磁场结构的演变仍然没有完全理解。本文分析了由径向排列的航天器在内日层观测到的18条ICME磁通量绳的磁场结构。通过应用一种简单的技术，将一个航天器的磁场分布图绘制到另一个航天器上，确定了底层磁绳结构的相似性。在许多情况下，通量绳在不同的航天器上显示出非常强的潜在相似性。映射技术揭示了在未映射数据中不容易明显的相似性，并且在确定在不同航天器上观测到的磁场时间序列是否与相同的ICME相关时是一种有用的工具。Lundquist拟合已被应用到磁通绳和绳的方向已被确定;在对准航天器的配置文件中的宏观差异可归因于磁通绳方向的差异。假设在每种情况下，对准的航天器观测到ICME的同一区域，拟合表明绳轴相对于太阳赤道面的倾斜度减小，并与太阳东西方向和日心距离对准的趋势较弱。
2019-05-17 physics.space-ph
Magnetic field spectral evolution in the inner heliosphere
利用帕克太阳探测器和太阳轨道器的观测资料，研究了$0.06 ~ \lesssim R ~\lesssim 1$ au.光谱作为尺度的函数进行研究，归一化到离子惯性尺度$d_{i}$。在太阳附近，惯性范围被限制在一个狭窄的尺度范围内，并表现出幂律指数，$α_{B} = -3/2$，独立于等离子体参数。惯性范围随着距离的增加而增加，逐渐扩展到更大的空间尺度，同时朝向$α_{B} =-5/3$缩放而变陡。据观察，光谱的间隔与大的磁能过剩和低Alfvénic内容显着陡峭的距离，在高度Alfvénic间隔，保留其近太阳标度。在较慢的气流中出现较陡的光谱可能是由于观测到的太阳风速度和阿尔夫维尼度之间的正相关。
2022-12-28 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The Ion Transition Range of Solar Wind Turbulence in the Inner Heliosphere: Parker Solar Probe Observations
湍流光谱的缩放提供了一个关键的测量，允许区分不同的理论预测的湍流。在太阳风方面，这推动了利用各种轨道航天器的现场数据对这一问题进行大量研究。虽然在MHD和色散范围内的标度存在着一种共识，但在过渡范围内的精确标度和控制它的实际物理机制仍然是一个悬而未决的问题。利用帕克太阳探测器（PSP）的高分辨率资料，我们发现亚离子尺度（即，在频率f ~ [2，9] Hz处）遵循幂律谱f^a，其中谱指数a在-3和-5.7之间变化。我们的研究结果还表明，有一个趋势和反相关的谱斜率和功率振幅之间的MHD尺度，与以前的研究一致：更高的功率振幅陡峭的谱在亚离子尺度。陡峭的光谱和增加归一化的交叉螺旋度之间的反相关的类似趋势被发现，与以前的理论预测不平衡的太阳风。我们讨论了内日球层中太阳风湍流中离子跃迁范围的普遍性。
2021-01-25 astro-ph.SR physics.space-ph
Application of a Modified Spheromak Model to Simulations of Coronal Mass Ejection in the Inner Heliosphere
行星际日冕物质抛射（ICME）以通量绳的形式起源于太阳附近，其磁场决定了其地球效应。因此，强大的磁通绳为基础的模型CME进行磁流体动力学（MHD）模拟旨在空间天气的预测。我们提出了一个修改的spheromak模型，并证明其适用于CME模拟。在该模型中，模拟日冕物质抛射的极向和环向磁通量以及螺旋度符号等性质可以通过一组输入参数来控制。我们提出了一个鲁棒的技术引入CME与一个适当的速度到一个背景，MHD解决方案描述的太阳风在内日球层。通过参数研究，我们发现日冕物质抛射的速度更依赖于它的极向磁通而不是环向磁通。我们还表明，日冕物质抛射的速度增加其总能量，让我们控制其初始速度。我们进一步证明了该模型的适用性CME-CME碰撞的模拟。最后，我们使用这个模型来模拟2012年7月12日的CME和比较等离子体的性质在1 AU的观测。预测的日冕物质抛射的性质与观测数据吻合较好。
2020-02-24 astro-ph.SR physics.space-ph
The relation between magnetic switchbacks and turbulence in the inner heliosphere
本研究通过分析磁场矢量增量和旋转分布，揭示了内日球层中磁开关随距离和尺度的演化规律，提出其演化主要由膨胀驱动的波动增长和太阳风湍流重塑所致。
2023-12-27 astro-ph.SR physics.space-ph
Ion-Driven Instabilities in the Inner Heliosphere II: Classification and Multi-Dimensional Mapping
本研究利用Helios观测的约150万个粒子速度分布函数的不稳定性计算数据，训练含三个组件的机器学习算法，实现不稳定性预测、特性估算与模式分类，并绘制多维相空间分布，明确了初生太阳风与碰撞老等离子体中的主导不稳定性模式。
2023-06-09 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Anisotropy of Solar-Wind Turbulence in the Inner Heliosphere at Kinetic Scales: PSP Observations
太阳风湍流的各向异性是理解日球层尺度间能量传递和场与粒子间能量转换物理的关键问题。使用\emph{Parker Solar Probe}（\emph{PSP}）的测量，我们提出了一个观察的各向异性在动力学尺度上的缓慢，Alfvénic，太阳风的内日球层。\textbf{The magnetic compressibility behaves as expected for kinetic Alfvénic turbulence below the ion scale.}一个陡峭的过渡范围之间的惯性和动力学范围内的所有方向相对于当地的背景磁场方向。发现$k_\perp \gg k_\parallel$的各向异性在过渡区和动力学区都很明显，动力学区的幂次各向异性$P_\perp/P_\parallel > 10$大于过渡区的幂次各向异性，且比1 au的幂次各向异性强.光谱指数在过渡范围内从$α_{t\parallel}=-5.7\pm 1.0$到$α_{t\perp}=-3.7\pm 0.3$变化，在动力学范围内从$α_{k\parallel}=-3.12\pm 0.22$到$α_{k\perp}=-2.57\pm 0.09$变化。相应的波矢各向异性在过渡范围内具有$k_\parallel \sim k_\perp^{0.71\pm 0.17}$的标度，并且在动力学范围内变为$k_\p…
2021-05-15 astro-ph.SR physics.space-ph
The Evolution of Inverted Magnetic Fields Through the Inner Heliosphere
在日光层磁场（HMF）中经常观察到局部反转，但其起源和演化尚未完全了解。帕克太阳探测器最近在日光层内部观测到快速的Alfvenic HMF反转，称为“之字形”，这被解释为日冕喷流的可能残余。也有人认为，逆HMF可能是由近太阳交换重连产生的;这是太阳风缓慢释放机制中的一个关键过程。这些情况表明，反向HMF的来源是在太阳附近，因此这些反转会随着它们通过日光层传播而逐渐衰减和变直。或者，HMF反转可以在太阳风过境期间形成，通过速度切变、喷射物上的覆盖或波浪和湍流等现象。这样的过程预计会导致反向HMF结构的定性径向演变。使用太阳神测量跨度0.3-1天文单位，我们检查的发生率的反转HMF，以及其他磁场形态，作为径向距离A的函数，并发现它不断增加。这一趋势可以解释为在0.3-1天文单位之间观测到的反向HMF主要是由上述一个或多个过境过程驱动的，而不是在太阳上产生的。我们提出了建议，这些不同的过程的基础上的磁场属性与反转HMF的演变的相对重要性。我们还探讨了我们建议的驱动过程之外的其他解释，这些解释可能导致观察到的趋势。
2020-04-11 astro-ph.SR physics.space-ph
Ensemble Modeling of the Solar Wind Flow with Boundary Conditions Governed by Synchronic Photospheric Magnetograms. I. Multi-point Validation in the Inner Heliosphere
该研究通过多尺度流体动力学-动力学模拟套件（MS-FLUKSS）中的经验驱动磁流体动力学模型对三维太阳风流动进行集合模拟，验证了光球边界条件不确定性对结果的影响，其结果与多探测器数据吻合良好，为改进空间天气预报提供了支持。
2025-05-28 astro-ph.SR physics.comp-ph physics.space-ph
Variable Ion Compositions of Solar Energetic Particle Events in the Inner Heliosphere: A Field-line Braiding Model with Compound Injections
我们提出了一个模型来解释帕克太阳探测器（PSP）最近在$0.3 - 0.45$天文单位观测到的太阳高能粒子（SEP）事件中高度可变的离子组成比。我们使用数值模拟来计算SEP在湍流行星际磁场中的传播，从大尺度到高能粒子的回转尺度，其功率谱都是Kolmogorov谱。我们表明，当不同物种的源区被偏移的距离相当于源区的大小，所观察到的高能粒子组成的He/H可以强烈的变化超过两个数量级，即使源比是在标称值。假设脉冲$^3$富He事件中的$^3$ He/ $^4$ He源比为$10 \%$，并且源区的空间偏移相同，则观测点处的$^3$ He/ $^4$ He比也变化很大。离子组成比的可变性取决于径向距离，这可以通过在不同径向位置进行的观察来测试。我们讨论了这些结果的脉冲事件的离子组成的变化和进一步的PSP和太阳轨道器观测接近太阳的影响。
2021-10-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Trajectories and Distribution of Interstellar Dust Grains in the Heliosphere
太阳风在周围的星际介质（ISM）中雕刻出一个气泡，称为日光层。带电的星际尘埃颗粒（ISDG）遇到日光层可能会转向周围的太阳风顶或穿透它取决于他们的荷质比。我们提出了新的计算轨迹的ISDG在日光层，尘埃密度分布的结果。我们包括最新的粮食收费计算使用一个现实的紫外线辐射场和完整的3-D磁流体动力学流体+动力学模型的日光层。模型中使用了两个不同的（恒定的）极性的太阳风磁场（SWMF），与颗粒轨迹计算分别为每个极性。a_gr ~ 0.01微米的小颗粒完全被排除在内日球层之外。大颗粒，a_gr ~ 1.0微米进入内太阳系，并在太阳引力的作用下集中在太阳附近。中等大小的颗粒的轨迹强烈依赖于SWMF极性。当磁场的磁北指向黄道北时，磁场会使颗粒散焦，导致日光层内部的密度较低，而相反极性的尘埃则集中在太阳附近。ISDG密度外的日光层推断，从应用模型的结果，在现场尘埃测量是不一致的本地ISM消耗数据的两个SWMF极性，但括号中。这一结果表明，需要包括在晶粒传播过程中的SWMF极性的时间变化。我们的研究结果提供了有价值的见解，解释现场尘埃观测从地球物理学。
2012-10-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Statistics and Polarization of Type III Radio Bursts Observed in the Inner Heliosphere
我们目前的初步结果，从射频光谱仪（RFS），高频率的帕克太阳探测器（PSP）的领域实验组件。在第一次PSP太阳遭遇（2018年11月）期间，只观察到一些小的无线电爆发。在第二次遭遇期间（2019年4月），发生了大量的III型射电暴，包括连续发生爆发的射电暴间隔。在本文中，我们提出的第三类射电爆发的特点，在内日球层的初始观测，计算发生率，振幅分布，和所观察到的爆发的光谱特性。我们还报告了在第二次相遇期间观察到的几个爆发，这些爆发在右手偏振意义上显示圆偏振，在8-12 MHz的范围内偏振度为0.15-0.38。偏振度可以通过初始100%偏振的$o$模式发射的去偏振来解释，或者通过同时在$o$和$x$模式中直接产生发射来解释。在未来的PSP遭遇现场直接观测可以提供数据，可以区分这些机制。
2019-12-06 astro-ph.SR physics.space-ph
Propagation of Interplanetary Shocks in the Inner Heliosphere
本研究利用多航天器观测数据，通过MVA和磁共面法分析两个行星际激波事件的参数变化，揭示其激波面特征与驱动源，为理解内日球层激波传播提供依据。
2024-12-04 physics.space-ph
Evolving waves and turbulence in the outer corona and inner heliosphere: the accelerating expanding box
太阳风中的阿尔夫维尼波动显示出许多反映非线性级联的特性，例如频率上的明确频谱，以及一些更常见的与来自太阳的波的线性传播相关的特性，例如波动幅度随距离的变化，由太阳风膨胀效应主导。因此，任何成功的太阳风湍流演化模型都必须同时考虑非线性和膨胀。由于所涉及的空间尺度不同，直接数值模拟太阳风中的湍流是一项艰巨的任务，特别是如果人们想超越不可压缩近似。事实上，大多数模拟完全忽略了太阳风的膨胀效应。在这里，我们开发了一个数值模型来模拟从外日冕到1 AU及更远的湍流波动，包括亚Alfvénic日冕。加速膨胀箱（AEB）模型同时考虑了太阳风的加速和背景密度及磁场的不均匀性，扩展了以往膨胀箱模型的适用范围。我们的方法采用了一个背景加速风内的磁场，自然遵循帕克螺旋演化使用两个尺度的分析，其中的宏观空间效应耦合波动与背景梯度成为一个随时间变化的耦合项在一个均匀的盒子。本文详细描述了AEB模型，讨论了它的主要性质，并通过研究Alfvén波通过Alfvén临界点的传播来说明它的有效性。
2017-05-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The Intensities of Cosmic Ray H and He Nuclei at ~250 MeV/nuc Measured by Voyagers 1 and 2 - Using these Intensities to Determine the Solar Modulation Parameter in the Inner Heliosphere and the Heliosheath Over a 40 Year Time Period
我们已经确定了太阳调制电位，φ，与时间的关系，观察旅行者1号和2号从测量的H和He核强度在一个共同的能量为250 MeVnuc。H核的刚性为0.7 GV，He核为1.4 GV。这些测量涵盖了40年的时间段，其中包括近4个周期的太阳11年的太阳黑子变化，整个内日光层到HTS的距离为95 AU和85 AU，分别在V1和V2，然后在日鞘。在HTS内部，V1和V2处的调制电位与时间的关系曲线显示出与在地球上观察到的非常相似的时间结构。在2000.0到2005.0的最大太阳调制后期，当V1和V2位于60-94 AU之间的外日光层时，如果假设空间相干结构向外移动经过V1和V2，则所有3个位置处的调制势曲线的主要时间特征与V1和V2处的适当时间延迟相匹配，向外的速度可达700公里负1 2004.0年以后，V1和V2分别位于正35和负30纬度，这是这些结构的纬度范围的下限。在日鞘高温超导体之外，两个航天器的调制电位都缓慢下降，例如，2009年在地球上观察到的不寻常的调制最小值只有微弱的证据。H和He核的调制电位突然下降50 MV，发生在V1，就在约122 AU的日球顶交叉之前。在V2处尚未观察到这种降低，V2现在为113 AU，并且仍然观察到60 MV的调制电位。
2017-06-08 physics.space-ph
The strong effect of electron thermal conduction on the global structure of the heliosphere
旅行者1号和2号分别于2012年和2018年在$\sim$ 122 AU和$\sim$ 119 AU处穿过太阳层顶。这是相当令人惊讶的，因为当时全球日光层的现有模型所获得的内日鞘厚度要大得多（20-40 AU）。到目前为止，日鞘厚度的问题还没有完全解决。早先在一个近似等温的太阳风等离子体的过于简化的玩具模型框架中，已经表明电子热传导的效应可以显著地减小内日鞘的厚度。在本文中，我们提出了我们的三维动力学MHD模型的全球日光层，其中热电子传导的影响已被严格考虑的第一个结果。热传导主要沿磁场线作用。在适当的情况下，采用经典和饱和热通量。结果表明，热传导的影响是显着的。内日光层的厚度减小。这是理想的效果，因为它有助于使模型中获得的厚度与Voyager数据相一致。另一个效应是日鞘等离子体温度向日顶方向的强烈消耗和终止激波上游超音速太阳风中等离子体温度的增加。
2023-03-09 astro-ph.SR physics.space-ph
Global and local expansion of magnetic clouds in the inner heliosphere
磁云（MC）的观测结果与在太阳风（SW）中检测到的通量绳的存在是一致的，这些通量绳是在它们作为日冕物质抛射（CME）被驱逐出太阳几天后检测到的。\textit{in situ}对等离子体速度剖面的观测以及它们的尺寸随太阳距离的增加都表明MC是典型的膨胀结构。这项工作的目的是推导出膨胀性能的太阳层内的MC从0.3到1 AU。我们分析了MCs观测的两个太阳神航天器使用\textit{in situ}磁场和速度测量。我们将样本分为两个子集：速度分布明显偏离预期线性分布的MC和不偏离预期线性分布的MC。从\textit{in situ}测得的沿日地方向的整体速度的斜率，我们计算出相对于每个分析的MC的云中心的膨胀速度。我们分析了膨胀速度如何依赖于MC的大小，平移速度，和日心距离，发现所有的MC在非扰动MC的子集中几乎相同的无量纲膨胀率（$ζ$）扩展。我们发现偏离这一一般规则的$ζ$只为扰动MC，我们解释偏离的结果，一个本地和强大的SW扰动SW快速流，影响MC甚至在其内部，除了SW和MC之间的直接相互作用区域。我们还计算了平均总SW压力对太阳距离的依赖性，我们确认，总SW压力随距离的减少是观测到的MC膨胀率的主要来源。我们发现，$ζ$是$0.91\pm 0.23$为非扰动的MC，而$ζ$是$0.48\pm 0.79$为扰动的MC，在最后一个较大的传播是由于环境条件的影响，对膨胀。
2012-06-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
