No Stagnation Region Before the Heliopause at Voyager 1? Inferences From New Voyager 2 Results
我们目前的各向异性结果异常宇宙射线（ACR）质子的能量范围$\sim$ 0.5-35 MeV的宇宙射线子系统（CRS）的数据收集在校准滚动演习的磁强计仪器时，旅行者2号（V2）是在内日鞘。我们使用一种新的技术，推导出的第一次各向异性矢量的径向分量从CRS数据。我们发现，CRS导出的径向太阳风的速度，当转换从径向分量的各向异性矢量通过康普顿-Getting（C-G）效应，一般同意那些类似的速度从低能带电粒子实验使用28-43 keV的数据。然而，它们通常与等离子体科学（PLS）仪器直接测量的径向太阳风速度有显着差异。既有C-G推导的径向太阳风速度显着高于PLS测量值的时期，也有显着低于PLS测量值的时期。这些差异既没有预料到，也没有解释，但似乎在日鞘中几年后，当航天器接近日球顶时，从C-G方法得出的V2径向太阳风速度低估了真实速度。我们讨论了这一观测结果的影响，沿旅行者1号轨道的停滞区报告，因为它接近太阳风顶推断使用C-G方法。
2020-11-25 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
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
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
The structure of magnetic turbulence in the heliosheath region observed by Voyager 2 at 106 AU
目前认为，湍流波动弥漫在日光层的最外层。湍流，磁重联，以及它们之间的联系可能是这些地区磁能转换的原因。这种各向异性和可压缩的磁湍流在内日鞘（IHS）和本地星际介质（LISM）的管理机制仍然缺乏一个彻底的描述。目前的文献主要涉及大尺度的湍流惯性叶栅动力学的不代表。此外，缺乏宽带频谱分析，使IHS动态严重不足。我们最近的研究表明，旅行者号任务的48秒磁场数据适用于六十年频率范围（从5 x 10-8 Hz到10-2 Hz）的频谱分析。在这里，着眼于旅行者2号观测间隔从2013.824到2016.0，我们描述了在IHS扇形区的湍流结构。大约7 × 10-7 Hz的光谱突变（大小为1 ~1.3天文单位的磁结构）将能量注入区与湍流的惯性级联区分开。第二个尺度在6 × 10-5 Hz（1 ~ 0.017 AU）附近观察到，对应于波动的可压缩性和不稳定性的峰值。
2019-06-18 astro-ph.SR physics.space-ph
A Galactic Cosmic Ray Electron Intensity Increase of a factor of up to 100 At Energies between 3 and 50 MeV in the Heliosheath between the Termination Shock and the Heliopause Due to Solar Modulation As Measured by Voyager 1
本文导出了旅行者1号在95 ~ 122 AU范围内通过日鞘时所观测到的3-50 MeV银河系电子的背景校正强度。在15 MeV时，从日鞘的内边界到外边界的背景校正数据的总体强度变化是~100的最大因子。在较低的能量下，这种分数变化变得更小，日鞘中校正的电子光谱变得越来越陡峭，在终端激波之外的光谱指数达到~ -2.5。在更高的能量，电子的光谱有一个指数，从负LIS光谱指数-1.3的值接近零日鞘作为银河系电子组件的太阳调制的结果。在~100 MV以下观察到的大调制效应可能是日鞘中电子调制过程中扩散增强的证据。
2017-08-07 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
The formation of magnetic depletions and flux annihilation due to reconnection in the heliosheath
太阳自转轴和太阳磁轴的错位产生了帕克螺旋磁场和扇形太阳风的周期性反转。扇形区的压缩预计将导致日鞘（HS）的重新连接。我们提出的粒子在细胞模拟的扇区HS，反映沿旅行者1号和2号轨道的等离子体环境，特别是包括不平等的积极和消极的方位角磁通量中看到的旅行者数据\citep{Burlaga03}。重新连接在各个当前工作表上进行，直到相邻当前层上的岛合并。在后期的时间带的主导磁通量生存，分离带深磁场耗尽。环境等离子体压力支持强磁压力变化，使得压力与磁场强度反相关。穿过磁凹陷边界的磁场方向几乎没有变化。在磁凹陷内不规则的间隔是长期存在的磁岛对，其中磁场方向反转，因此航天器数据将显示急剧的磁场凹陷，只有偶尔的交叉与磁场方向的跳跃。这是来自旅行者号宇宙飞船\citep{Burlaga11,Burlaga16}的典型磁场数据。旅行者2号的数据显示，密度和磁场强度的波动在扇形区是反相关的，正如重联所预期的那样，但在单极区则不是。次优势磁通湮灭的结果是“扇区数”的急剧减少和磁通量的损失，如旅行者1号磁场和流动数据\citep{Richardson13}所记录的。
2017-02-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Growth of Outward Propagating Fast-Magnetosonic/Whistler Waves in the Inner Heliosphere Observed by Parker Solar Probe
帕克太阳探测器（PSP）观测到内日球层的太阳风具有丰富的波动活动。离子或电子意义上的回旋波模式是最关键的波分量之一。然而，它们在靠近太阳的日光层内部的起源和演化仍然是个谜。具体地说，它仍然是未知的，无论是从太阳大气层或本征模增长本地由于等离子体的不稳定性发射的信号。为了解决这一争议，我们必须研究波模能量变化率的关键量。发展了一种测量等离子体波能量变化率的新技术，并将其应用于PSP测量波电磁场。在太阳风坐标系下给出波坡印廷通量，并指出波的性质是向外传播的快磁声波/哨声波模式，而不是向日传播的波。我们提供的第一个证据的增长的快磁声/哨声波模式在日光层内的波频率的实部和虚部的衍生光谱的基础上。能量变化率上升并在与电磁场功率谱密度的凸起相同的波数范围内保持在正水平，清楚地表明所观察到的快磁声波/哨声波正在局部增长到大幅度。
2021-09-27 astro-ph.SR 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
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
Formation of Magnetic Switchbacks Observed by Parker Solar Probe
磁之字形反转是太阳风中径向磁场的快速高振幅反转，不涉及日球电流片交叉。70年代在水手号和太阳神号的数据中首次零星地看到，后来在1天文单位以外的地方由太阳系探测器航天器观察到，最近被帕克太阳探测器航天器确定为日光层内层太阳风波动的典型组成部分。在这里，我们提供了一个简单的预测理论，形成这些磁反转：之字形是由横向变化的径向波传播速度的圆偏振阿尔文波的剪切产生的。我们提供了一个解析表达式的磁场的变化，建立必要和充分条件，并表明，该机制的工作在一个现实的太阳风的情况。
2023-01-06 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
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
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
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
Observation of Alfven solitons in the solar corona using Parker Solar Probe (PSP) and Solar and Heliospheric Observatory (SOHO)
本研究利用PSP和SOHO观测数据，首次在太阳日冕中发现了非周期性Alfven孤子序列，揭示了其通过耗散促进能量转移以影响CME爆发和日冕加热的机制。
2025-04-01 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Intermittency in Voyager Magnetic Field Beyond the Heliosphere
本研究通过优化分布函数推导并提出两种独立技术分析 Voyager 1 磁场增量，发现 VLISM 中磁场增量呈非高斯分布，纠正了先前关于高斯分布的误判，证实 Voyager 1 仍在间歇性磁场环境中航行。
2025-07-14 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Predicting the Structure of the Solar Corona and Inner Heliosphere during Parker Solar Probe's First Perihelion Pass
美国宇航局的帕克太阳探测器（帕克）航天器于2018年11月5日首次达到35.7太阳半径的近日点。为了帮助任务规划，并在预期的前所未有的测量返回，在10月下旬，我们开发了一个三维磁流体动力学（MHD）的解决方案，日华和内日光层，由当时可用的观测太阳的光球磁场。我们的模型采用了波湍流驱动（WTD）模型来加热日冕。在这里，我们提出了我们日华结构的预测和帕克将在未来几个月内返回的可能的{ \it原位}测量。我们推断，在第一次遭遇的前几天，帕克沉浸在从一个正极性赤道冕洞发出的风中。然而，在遭遇期间，来自航天器的场线映射到另一个负极性的赤道冕洞。在那次相遇之后，帕克被磁性连接到了巨大的正极性北极日冕洞。当Parker数据可用时，这些模型结果可用于辅助其校准和解释，并且另外提供用于解释局部化{ \it原位}测量的全局背景。特别是，我们可以确定帕克遇到的是哪种类型的太阳风，潜在的磁结构是什么，以及如何在全球惯性框架内解释轨道轨迹的复杂性。最终，帕克返回的测量结果可以用来限制当前加热日华和加速太阳风的理论。
2019-06-03 astro-ph.SR physics.space-ph
Small-scale local phenomena related to the magnetic reconnection and turbulence in the proximity of the heliopause
我们研究了与磁重联和等离子体湍流有关的过程，这些过程发生在日球顶（HP）和日球层电流片的存在下。结果表明，由磁重联引发的等离子体团相互作用可以提供内外日鞘之间的连接，并导致星际介质与受日球终端激波冲击的太阳风等离子体之间的粒子交换。磁重联也可能导致HP附近的等离子体密度和磁场压缩。我们认为，这些现象可能会被探测到的旅行者飞船接近和穿越HP。这些结果可以澄清最近提出的“磁高速公路”和“日鞘耗尽区”的概念，以解释最近的旅行者1号观测。
2013-10-29 astro-ph.SR physics.comp-ph physics.plasm-ph
Reynolds Number and Intermittency in the Expanding Solar Wind: Predictions Based on Voyager Observations
为了预测日光层未探测区域湍流的小尺度特征，对太阳风的大尺度特征进行了研究。该策略是检查系统的大小，或有效雷诺数，变化，然后如何这个数量影响可观察到的统计特性，包括太阳风湍流的湍流特性。基于类似的流体动力学缩放的预期是，小尺度磁场增量的峰度将随着雷诺数的增加而增加。简单的理论论证以及旅行者号的观测表明，有效行星际湍流雷诺数随日心距离的增加而减小。利用新近改进的Voyager磁场数据集，验证了尺度相关的磁增量峰度随日心距离的减小。我们认为，这些缩放继续到更小的日心距离接近阿尔芬临界区，激发预测，帕克太阳探测器航天器将观察到增加的磁场的磁共振，更强的电流片，和更多的本地化耗散，作为其近日点接近的临界区。类似的论点应该适用于其他膨胀的天体物理等离子体中的湍流。
2019-05-08 physics.space-ph
Voyager 1 and 2 Observations of Cosmic Ray Intensities in the North-South Heliosheaths-Implications for the Latitude Extent of the Heliospheric Current Sheet and Radial Structure in the Heliosheath
本文描述了旅行者1号和2号航天器分别观测到的南北向日鞘中异常和银河宇宙射线的强度随径向距离的变化。N日鞘中几MeV以上的异常宇宙线（ACR）强度在~2009.5达到最大值，约在日球电流片（HTS）外16 AU，从而表明这些高能粒子可能的源位置。银河宇宙线的电子和原子核强度继续迅速增加，在整个N-日鞘达到121.7天文单位。这些电子在16.6和22.2 AU处的两次突然增加表明V1航天器在这些时候通过了重要的日鞘结构。后来，在121.7天文单位，这是一个27.6天文单位的距离超出初始HTS的交叉距离，在N日鞘中的V1似乎通过超出ACR捕获区的异常粒子突然消失，完全。在S日鞘的V2处，在83.7天文单位的HTS交叉距离之外观察到了一些MeV粒子的42-21天的周期性强度变化，大约一年后，当V2超过这个冲击约4天文单位时再次观察到。这些是S-日鞘内部高能粒子群的主要特征。ACR和电子后来下降到几乎背景水平，直到在2011.25突然增加，距离HTS约10 AU。在S日鞘中观察到的V2相对于V1的特征表明S日鞘的结构更加结构化，其中V2相对于HCS最大纬度（扇形区）的纬度可能起着重要的作用。本文通过与北半球121.7AU观测值的比较，估计了105-110 AU范围内高能粒子的S日鞘捕获/调制边界。
2014-03-13 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
Dynamics of the Upwind Heliosphere Due to Data-Driven, Solar Wind and Magnetic Field Variations and Implications for Wave Propagation into the Very Local Interstellar Medium
Boston University（波士顿大学）；Southwest Research Institute（西南研究院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文通过改进的日球层模型研究太阳周期变化对日球层演化的影响，揭示了磁场和流体速度的变化对星际介质波传播的作用。
2026-03-16 astro-ph.SR physics.space-ph
Impact of pickup ions on the shock front nonstationarity and energy dissipation of the heliospheric termination shock: Two-dimensional full particle simulations and comparison with Voyager 2 observations
2007年8月31日至9月1日，旅行者2号（V2）在距离太阳84天文单位的地方观测到了超音速太阳风和亚音速日鞘之间的过渡，即终止激波（TS）。这些数据揭示了一个复杂的，准垂直的超临界激波的多个交叉点。这些实验数据是一个更复杂的分析，包括计算机建模的冲击存在的拾取离子（PUI）的起点。在这里，我们提出了二维（2-D）的粒子在细胞（PIC）模拟的TS，包括PUI自洽。我们还报告的离子速度分布在TS使用法拉第杯数据从V2。一个相对完整的等离子体和磁场数据集从V2给我们的机会做一个全面的比较实验数据和PIC模拟结果。我们的研究结果表明：（1）激波阵面的非平稳性主要是由沿激波阵面的波纹引起的，即使PUI的百分比很高，这些波纹也会引起。(2)质子交换膜在太阳能电池的能量耗散中起着关键作用，大部分入射离子的动能都转化为质子交换膜的热能而不是太阳风离子（SWI）。(3)模拟的复合日鞘离子速度分布函数是由透射SWI形成的冷核、由热反射SWI和直接透射PUI贡献的肩部以及由非常热的反射PUI主导的分布的翅膀的叠加。(4)V2法拉第杯观察到了分布的冷核心，所以他们只看到了冰山一角。对于冷芯分布函数在TS上的演化，计算结果与V2实验结果相当吻合。
2015-06-29 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Solar Energetic Particle event onsets at different heliolongitudes: The effect of turbulence in Parker Spiral Geometry
本研究提出考虑Parker螺旋几何的日球层湍流新模型，通过100-MeV质子全轨道模拟，揭示SEPs能沿蜿蜒磁力线快速跨越磁场传播至60°日面经度范围，复现了观测到的SEP事件不对称起始等特征。
2023-03-06 astro-ph.SR physics.space-ph
The Abundance of Low Energy Cosmic Ray Boron and Nitrogen Nuclei Measured at Voyager 1 Beyond the Heliopause, Where Do They All Come From? An Interpretation Using a Leaky Box Galactic Propagation Model
旅行者号数据本身的不确定性，以及在这些低能量下产生这些二次电子的截面，是对穿越物质数量估计的一个重要限制。我们还试图在低能量下通过考虑在1.0 g/cm 2的物质附近的源，但加速后产生的B源组件的B观测。这相当于嵌套LBM。在这个模型中，低于40 MeV/nuc的V1数据现在拟合得很好。对于在这些低能量下由源分量主导的氮，可以获得对10-130 MeV/nuc之间的数据的拟合，其中N/O源比= 6.3 ± 1.0%，并且路径长度与如上所述的H和He传播兼容。旅行者号的观测证实了宇宙射线源中较低的N丰度的早期测量结果，例如，在太阳丰度中发现的N/O比为~ 12%。
2015-12-29 physics.space-ph
Modeling the Solar Wind at the Ulysses, Voyager, and New Horizons Spacecraft
外日球层是一个动态区域，主要由太阳风和星际介质之间的相互作用形成。虽然旅行者号宇宙飞船的行星际磁场和等离子体观测大大提高了我们对这一广阔区域的了解，但对外层日光层进行建模仍然是一个挑战。我们模拟的三维，随时间变化的太阳风流从1到80天文单位（AU），其中的太阳风被假定为超音速，使用一个双流体模型，其中质子和星际中性氢原子被视为单独的流体。我们使用1天的平均值的太阳风参数从OMNI数据集作为内边界条件，以再现时间依赖性的影响，在一个简化的方式，涉及在空间和时间的插值。我们的模型一般同意在日光层的内层和旅行者号数据在日光层的外层的ECONOMY数据。最后，我们提出了沿新视野号航天器的轨迹提取的模型太阳风参数。我们将我们的结果与2015年7月14日最接近冥王星的11至33 AU之间的原位等离子体数据进行了比较。
2016-08-27 physics.space-ph
Solar wind energy flux observations in the inner heliosphere: First results from Parker Solar Probe
本文利用帕克太阳探测器（PSP）在最小日心距离为27.8太阳半径（$R_\odot{}$）的情况下，分别对遭遇一（E01）、二（E02）、四（E04）和五（E05）的近日点进行了12天的观测，研究了内日球层中的太阳风能量通量。基于通过RFS/FIELDS测量的等离子体准热噪声（QTN）谱的简化分析获得的电子参数（密度$n_e$、核心电子温度$T_{c}$和超热电子温度$T_{h}$）和通过PSP、SPC/SWEAP上的法拉第杯测量的体质子参数（体速度$V_p$和温度$T_p$），计算能量通量。结合E01、E02、E04和E05的观测，平均能通量值归一化为1 $R_\odot{}$加上克服太阳引力所需的能量（$W_{R_\odot{}}$）约为70 $\pm$ 14 $W m^{-2}$，与平均值相似（79 $\pm$ 18 $W m^{-2}$）由Le Chat等人根据Helios、Head和Wind在不同距离和太阳纬度上的24年观测结果得出。值得注意的是，$W_{R_\odot{}}$的分布几乎是对称的，并且很好地拟合高斯分布，比1 AU处的分布更好，这可能意味着较小的日心距离限制了与瞬态等离子体结构的相互作用。
2021-01-08 astro-ph.SR physics.space-ph
Proton Temperature Anisotropy Variations in Inner Heliosphere Estimated with First Parker Solar Probe Observations
利用帕克太阳探测器（PSP）观测资料，报道了内日球层质子温度各向异性的变化。使用线性拟合的方法，我们得到质子温度各向异性与测量的太阳能探测杯（SPC）从SWEAP仪器套件和磁场观测的仪器套件的温度。观测到的快速太阳风中温度变化的径向依赖性意味着比以前在更大径向距离上进行的Helios测量结果更强的垂直加热和平行冷却。质子温度各向异性与平行等离子体β之间的反相关在快太阳风中得以保留。然而，缓慢的太阳风的温度各向异性似乎很好地限制了镜像和平行消防水龙带不稳定性。在0.24天文单位范围内的慢太阳风的垂直加热可能有助于其与快太阳风相同的趋势，以对抗镜不稳定性阈值。这些结果表明，我们可能会看到更强的各向异性加热比预期的内日球层。
2020-02-08 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
Uncertainties in the heliosheath ion temperatures
旅行者号等离子体观测表明日鞘的物理学相当复杂，特别是从观测中得出的温度与预期不同。为了解释这一事实，日鞘中的温度应该基于$κ$分布而不是麦克斯韦分布，因为前者允许更高的温度。在这里，我们展示了一种简单的方法来计算的$κ$温度时，从数据中估计的麦克斯韦温度。我们使用麦克斯韦分布和$κ$分布的矩来估计$κ$温度。此外，我们表明，截断的$κ$分布给出的压力（温度）是类似的麦克斯韦给出的，只有开始增加更高的截断速度。我们推导出一个简单的公式来转换麦克斯韦到$κ$压力或温度。我们应用这个结果的旅行者-2日鞘观测。
2018-01-31 astro-ph.SR physics.space-ph
Coronal Electron Temperature inferred from the Strahl Electrons in the Inner Heliosphere: Parker Solar Probe and Helios observations
电子速度分布函数的形状在太阳风加速的动力学中起着重要的作用。电子通常由三部分组成：核心、晕和杂散。我们调查如何以及快速strahl电子在内日球层保存有关日冕电子温度在其起源的信息。我们分析了两个任务获得的数据，太阳神跨越65和215 R $_S$之间的距离，和帕克太阳探测器（PSP）达到35 R $_S$在其前两个轨道围绕太阳。电子strahl的特点与两个参数，俯仰角宽度（PAW），和strahl平行温度（T $_{s\parallel}$）。PSP观察结果证实了已经报道的strahl PAW对核心平行血浆β（$β_{ec\parallel}$）\citep{Bercic2019}的依赖性。PSP测量的大多数strahl出现狭窄，PAW低至30 $^o$。与磁场对齐的strahl速度分布函数的部分是针对由麦克斯韦分布函数很好地描述的测量能量范围。发现T $_{s\parallel}$与太阳风速度呈反相关，与径向距离无关。这些观测结果暗示T $_{s\parallel}$携带着日冕电子温度的信息。获得的值与使用光谱学测量的日冕温度一致（David et al. 2998），并且在PSP的第一个轨道期间推断的太阳风源区与使用PFSS模型的预测一致（Bale et al. 2019，Badman et al. 2019）。
2020-03-09 astro-ph.SR physics.space-ph
Heliosheath Processes and the Structure of the Heliopause: Modeling Energetic Particles, Cosmic Rays, and Magnetic Fields
本文总结了由瑞士伯尔尼国际空间科学研究所支持的“日鞘过程和日顶结构：模拟高能粒子、宇宙射线和磁场“小组所获得的结果。我们专注于发生在外部日光层，特别是在其边界称为日球顶（HP），并在LISM的物理过程。讨论了磁场、原子和离子之间的电荷交换以及太阳周期对日球顶拓扑结构和观测到的日心距对不同日球层间断的重要性。结果表明，依赖于时间的边界条件是必要的，以描述日光层的不对称探测器的旅行者号航天器。我们还讨论了HP的结构，特别是由于它的不稳定性和磁重联。它表明，瑞利-泰勒不稳定性的鼻子的HP创建连续层的星际和日光层等离子体是磁连接到不同的来源。这可能是旅行者1号在2012年夏天穿越HP结构约一个月时观测到的银河系和异常宇宙射线通量突然变化的可能解释。本文还讨论了模拟结果与现场和遥感观测数据的拟合问题。在航海家测量的背景下，讨论了在HP附近的磁场的分布。我们讨论了高能粒子在内外日鞘中的传输，集中在各向异性的空间扩散扩散张量和垂直扩散的俯仰角依赖性，并证明后者可以解释观测到的俯仰角各向异性的异常和银河宇宙射线在外日鞘。
2016-12-07 astro-ph.SR physics.space-ph
Enhanced Energy Transfer Rate in Solar Wind Turbulence Observed near the Sun from Parker Solar Probe
航天器对日光层等离子体的观测提供了惯性范围湍流能量级联的直接证据。在太阳风中，在1 au附近导出的加热率的平均值是$\sim 10^{3}\, \mathrm{J\,kg^{-1}\,s^{-1}}$，这个量足以解释观察到的绝热膨胀偏离。帕克太阳探测器（PSP），即使在其第一次遇到太阳，提供了第一次机会，计算，以类似的方式，流体规模的能量衰减率，更接近日华比任何先前的现场观测。使用Politano-Pouquet三阶定律和von Kármán衰减定律，我们估计了在内日球层中的流体范围能量传递率，在日心距离$R$范围从$54\,R_{\odot}$（0.25 au）到$36\,R_{\odot}$（0.17 au）。在第一近日点附近获得的能量传递率比1 au处的平均值高约100倍。这种急剧增加的加热率是前所未有的，在以前的太阳风的观测，包括那些从太阳神，和值接近的冲击等离子体中获得的地球磁鞘。
2019-12-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The Rigidity Dependence of the Diffusion Coefficient in the Heliosheath and an Explanation of the Extreme Solar Modulation Effects for Cosmic Ray Electrons from 3-60 MeV Observed at Voyager 1
我们相信，极端的太阳调制的3-60兆电子的银河系电子测量的旅行者在日鞘和解释这一新的数据在本文中提出的刚性依赖的扩散系数在低刚性的理解扩散理论，因为它适用于高能粒子的一个重要步骤。本描述使用在日鞘内5个不同时期和距离处测量的电子光谱。扩散的依赖性需要解释显着的太阳能调制效应观察到的电子和更高的刚性质子作为一个进步，从太阳层顶向内约25 AU的终止冲击确实有两个不同的刚性制度。在刚性~Pc以上，扩散系数具有~ β P的依赖性，调制为~P，并且根据dr/K的积分，其幅度随AU中的半径线性增加。这个积分定义了一个电势β，称为调制电势，从而解释了质子的变化。在刚度<Pc时，扩散系数为~ β，与刚度无关。调制也是独立的刚性，但其幅度取决于调制电位，从而解释了电子调制。人们需要同时进行电子和质子观测，才能认识到太阳调制过程的物理描述。这是我们第一次能够，使用质子数据在高刚性和电子数据在低刚性，放在一起的图片的高和低刚性的扩散系数，以及它们如何影响高能粒子在天体物理尺度的环境。
2018-10-16 physics.space-ph
Acceleration of galactic electrons at the solar wind termination shock and Voyager 1 observations
利用一个综合考虑激波加速、粒子漂移和日球层其它主要调制过程的数值模型，研究了银河系电子在太阳风终端激波（TS）处的加速过程--扩散激波加速（DSA）。从我们以前的工作中知道，DSA的效率取决于入射到TS上的电子光谱的形状，这反过来又取决于非常本地的星际光谱的光谱形状。调制过程也影响DSA的效率。我们发现，TS加速电子可以在整个日光层的强度水平，特别是在较低的能量作出贡献。一个有趣的结果是，DSA在TS引起的增加在幅度上与旅行者1号在TS交叉之前观察到的电子强度增强相当。这些强度增加足够大以解释观察到的强度峰值，因此支持DSA参与其产生的观点。此外，旅行者1号在整个日鞘中观测到的能谱以及地球上更高能量的PAMELA谱都得到了令人满意的再现。我们还发现，这些低能量电子的扩散系数的刚性依赖性的增加似乎需要再现在日鞘中观测到的调制光谱在动能E < ~ 4 MeV的光谱形状。这是不同的中间能源，刚性独立的扩散解释观察令人满意。
2017-11-29 physics.space-ph
Coherent events at ion scales in the inner Heliosphere: \textit{Parker Solar Probe} observations during the first Encounter
\textit{Parker Solar Probe}在其第一个近日点嵌入一个高度阿尔夫文慢流时，已经显示出普遍存在的强磁场偏转，即之字形。在这里，我们研究的湍流磁场波动的离子尺度在三个间隔，其特征在于一个不同的之字形活动，确定的行为的磁场径向分量，$B_r$。\textit{Quiet}（$B_r$未显示出显著波动）、\textit{weak}（$B_r$具有强波动但无反转）和\textit{strong}（$B_r$具有完全反转）周期也显示出离子量和Alfvénicity的不同行为。然而，光谱分析表明，每个流的特征在于由典型的Kolmogorov/Kraichnan幂律在惯性范围内，其次是周围的特征离子尺度的休息。该频率范围的特征在于强间歇性活动，存在非压缩相干结构，例如电流片和涡旋状结构，以及被识别为离子回旋模式的波包。虽然，所有这些间歇性事件已被检测到的三个时期，他们有不同的影响，在他们每个人。电流片在\textit{strong}周期中占主导地位，波包在\textit{quiet}间隔中最常见;而在\textit{weak}周期中，观察到涡旋和波包的混合物。这项工作提供了一个深入了解加热问题的碰撞无等离子体，适合在新的太阳能任务的背景下，特别是\textit{Solar Orbiter}，这将允许一个准确的磁连通性分析，链接到源区域的不同的间歇性事件的存在。
2020-10-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Modeling Shocks Detected by Voyager 1 in the Local Interstellar Medium
自2012年8月以来，旅行者1号（V1）上的磁力计（MAG）一直在对星际磁场（ISMF）进行采样。V1 MAG的观测表明，在非常局部的星际介质中，偶尔会受到磁场强度显著增强的干扰，从而产生了覆盖的ISMF。利用一个三维的，数据驱动的，多流体模型，我们调查了这些磁场增强超出太阳层顶，这是假定与太阳瞬变。为了在1个天文单位的内边界引入随时间变化的影响，我们使用了OMNI数据集的太阳风参数的日平均值。模型ISMF的强度，方向和质子数密度进行了比较与V1的数据超出太阳层顶。该模型再现了2012.652至2016.652之间的大规模波动，包括2012.9和2014.6前后的重大事件。该模型还预测了在2017.395和2019.502左右到达V1的冲击。另一个由OMNI数据驱动的模型，在内边界去除了行星际日冕物质抛射（ICME），表明ICME可能在冲击传播到星际介质中发挥重要作用。
2017-06-21 astro-ph.SR 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
Parker Solar Probe Observations of Compound Reconnection Exhaust Boundaries and Mirror-Mode Structures in the Near-Sun Heliospheric Current Sheet
Space Sciences Laboratory, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校空间科学实验室）；Department of Physics and Astronomy, Dartmouth College（达特茅斯学院物理与天文学系）；Department of Climate and Space Sciences and Engineering, University of Michigan（密歇根大学气候与空间科学与工程系）；Earth, Planetary and Space Sciences, and Institute of Geophysics and Space Physics, University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校地球、行星与空间科学及地球物理与空间物理研究所）；Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学天体物理科学系）
帕克太阳探测器观测到日球电流片中复合重联喷嘴边界和镜模结构，揭示了重联喷嘴边界的结构及其在近日等离子体中的能量转换作用。
2026-04-28 astro-ph.SR physics.space-ph
Characteristics of Magnetic Holes in the Solar Wind Revealed by Parker Solar Probe
利用帕克太阳探测器（Parker Solar Probe）对0.166 ~ 0.82 AU范围内的太阳风中的线性磁洞（LMHs）的前两个轨道观测数据，对LMHs的特征和径向演化进行了统计分析。结果表明，大尺度地震主要持续时间小于25 s，深度在0.25 ~ 0.7之间。随着日心距的增加，持续时间略有增加，深度略有加深。约有50%的等离子体事件在洞内的温度和密度都高于洞周围的。平均发生率为每天8.7起事件，远高于以往的观察结果。LMHs的出现率随日心距的变化不明显（仅随日心距的增加有轻微的下降趋势），在~0.525 AU和~0.775 AU附近有几次增加，这意味着可能有新的本地生成的LMHs。所有事件被分成三个部分（即，0.27、0.49和0.71 AU）来研究线性磁孔的几何演化。结果表明，LMH的几何形状在从太阳到地球的磁场方向上和沿磁场方向上都是延长的，但在磁场方向上的尺度比沿磁场方向的尺度延长得快一些。本研究有助于我们理解太阳风中低磁层的演化和形成机制。
2020-10-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Determination of the Total Solar Modulation Factors in the Heliosphere For Cosmic Ray Protons and Electrons by Comparing Interstellar Spectra Deduced from Voyager Measurements and PAMELA Spectra of These Particles at the Earth
我们测量了几MeV到~10 GeV的宇宙线质子和电子的星际谱。这些星际光谱是基于旅行者数据和质子和电子的特定银河系传播模型计算的标准化PAMELA数据在地球上在10 GeV，太阳调制是小的。然后将这些星际光谱与PAMELA在2009年在地球上以较低能量测量的质子和电子光谱进行比较。在较低的刚性（能量）的调制总量被认为是几乎相同的质子和电子在相同的刚性和范围内的幅度从一个因素~400在0.1 GV的电子，到一个因素~15在0.44 GV（100 MeV的质子），到一个因素~3.3在1 GV的两个组件。这两个组件的总调制的幅度相同，在刚性的± 10%范围内，从~0.3到~3 GV。所观察到的总调制质子可以匹配相当密切地使用一个简单的球对称调制图片涉及力场模型的调制和恒定的能量损失在所有的能量。电子需要一组参数来使用扩散系数及其随刚度和半径的变化来计算调制的更详细的特征，其中刚度小于几个GV。
2016-05-26 physics.space-ph
Exploring the Solar Wind from its Source on the Corona into the Inner Heliosphere during the First Solar Orbiter - Parker Solar Probe Quadrature
这封信解决了第一个太阳轨道器（SO）-帕克太阳探测器（PSP）正交，发生在2021年1月18日，以调查太阳风从扩展日冕到内日光层的演变。假设弹道传播，在太阳边缘以上3.5和6.3太阳半径之间的高度与太阳的梅蒂斯日冕仪上SO日冕中远程观察到的相同的等离子体体积可以跟踪到PSP，轨道在0.1 AU，从而允许本地属性的太阳风被链接到日冕源区域从那里它起源。由于PSP接近太阳，同时梅蒂斯观测日冕，沿日冕电流片的流动对齐磁场和整体动能通量密度可以以前所未有的准确度进行经验推断，特别是在该事件发生时，可以估计8.7太阳半径的阿尔文半径。因此，这是第一次研究同样的太阳风等离子体，因为它从亚阿尔夫文日冕扩展到阿尔夫文表面上方。
2021-10-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
An analytical model of turbulence in Parker spiral geometry and associated magnetic field line lengths
了解从太阳到行星际空间的磁连接对于将现场粒子观测与粒子的太阳源区联系起来至关重要。一个简单的连接沿大型帕克螺旋磁场是复杂的湍流随机行走的磁力线。在本文中，我们提出了第一个分析模型的日球磁场的主导二维组成部分的湍流是横向的帕克螺旋。补充的2D波场与一个次要的波场组件，具有渐近板几何形状在小和大的日心距离。我们表明，湍流传播场线从一个小的源区域在太阳的60 $^\circ$日经度和纬度范围在1~au，与标准偏差的角展的场线$14^\circ$。小的源区域映射到一个间歇性的范围内的纬度和纬度在1~au，符合辍学的太阳高能粒子强度。场线的长度从1.17~au的标称帕克螺旋长度显著延长到1.6~au，来自西翼和西翼后面的源的场线比靠近太阳盘中心的源的场线长得多。我们讨论了我们的研究结果对理解带电粒子传播的影响，以及理解太阳附近湍流特性的重要性。
2022-12-05 astro-ph.SR physics.space-ph
Characteristics and evolution of sheath and leading edge structures of interplanetary coronal mass ejections in the inner heliosphere based on Helios and Parker Solar Probe observations
目的：我们统计研究了行星际日冕物质抛射（ICME）上游区域的等离子体和磁场特征及其在内日球层中随到太阳距离的演化。我们使用了40个来自Helios 1/2（0.3-1au）和5个来自Parker太阳探测器（0.32-0.75au）的观测良好的ICME样本。对于每个事件，我们确定四个主要的密度结构，即冲击，鞘，前缘（LE），和磁喷出物（ME）本身。研究方法：我们分别推导出每个结构的平均等离子体和磁场参数值以及持续时间，并将结果与上游太阳风（SW）进行比较，以研究不同密度结构之间的相互关系。结果：鞘层结构可能是由压缩等离子体由于湍流SW材料后的冲击。鞘位于前面的一个区域的压缩环境SW，LE，这是通常发现直接在前面的磁驱动器，似乎符合明亮的前沿通常观察到的遥感观测的日冕物质抛射。鞘层在0.06au处变得比周围SW更致密，我们将其解释为实际鞘层形成的平均起始距离。在0.09-0.28au之间，鞘层结构密度开始超过ME内部密度，ME密度在0.45-1.07au之间似乎低于周围SW密度。除了众所周知的ME膨胀，鞘的大小与距离呈弱正相关，而LE似乎不随距离太阳而膨胀。我们进一步发现鞘层密度和局部SW等离子体速度上游的ICME冲击之间的适度反相关。一个经验关系推导出连接的环境SW速度与鞘和LE密度，可用于ICME演变的建模。这些结果的限制。
2022-05-11 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Characteristics of Interplanetary Discontinuities in the Inner Heliosphere Revealed by Parker Solar Probe
利用帕克太阳探测器在轨道4和5上的观测数据，对0.13 ~ 0.9 au的太阳风行星际不连续性的特征和空间演化进行了统计分析。共收集到3948个ID，其中旋转不连续面（RD）2511个，切向不连续面（TD）557个，其余未识别。统计结果表明：（1）在r = 2.00的空间标度下，ID发生率从0.13 au时的200次/天下降到0.9 au时的1次/天;（2）RD/TD比值随日心距的增加而迅速下降，从r0.4 au时的8<0.3 au to 1 at r>次/天迅速下降;（3）磁场有跨ID旋转的趋势，（4）在0.3au内存在一个特殊的RD子群，其特征是磁场旋转角小，传播方向与背景磁场平行或反平行，（5）由局域离子惯性长度（di）归一化的TD厚度没有显示出明显的空间标度，并且通常在5到35 di的范围内，并且归一化的RD厚度遵循r-1.09空间标度，（6）向外（反向阳）传播的RD在所有RD中占主导地位，在等离子体静止坐标系中传播速度与r-1.03成正比。这一工作有助于加深对ID特征和演化的理解，并对研究原始太阳风中的湍流环境具有重要意义。
2021-06-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Energetic Particle drifts in the Parker spiral
帕克螺旋行星际磁场中的漂移是银河宇宙射线传播的重要组成部分，而对于太阳高能粒子（SEP），它们被认为是可以忽略的。因此，在SEP传播建模和数据分析中，它们迄今为止一直被忽略。我们研究漂移速度的帕克螺旋内的单粒子一阶绝热理论，在一个本地坐标系的轴平行于磁场。我们表明，在行星际空间中存在散射时，SEP能量范围高端的质子经历了显着的梯度和曲率漂移。在无散射的情况下，存在由于磁场曲率引起的漂移。漂移速度的大小在高日面纬度比在黄道附近增加了一个数量级以上;它与太阳的径向距离r有很强的依赖性，在低日面纬度r~1 AU和高日面纬度r~10 AU时达到最大值。由于漂移速度的质量对电荷的依赖性，部分电离的SEP重离子的漂移效应比质子强。因此，漂移很可能是一个相当大的来源，跨场运输的高能量SEP。
2013-07-08 astro-ph.SR physics.space-ph
A Predicted Small and Round Heliosphere
太阳风气泡在星际介质，即所谓的日光层中的形状，已经被探索了60多年。当太阳穿过周围部分电离的介质时，中性的氢原子穿透日光层，并通过与超音速太阳风的电荷交换，产生大量的热拾取离子（PUI）。旅行者2号（V2）穿越终端激波（TS）的数据表明，日鞘（HS）（受冲击的太阳风区域）压力主要由超热粒子控制。在这里，我们使用一种新的磁流体动力学模型，将新鲜电离的PUI作为一个单独的流体从热的太阳风的组成部分。与以前的模型不同，新模型再现了PUI和太阳风离子的新地平线和V2航天器观测的基础上的属性。PUI与HS中ISM的冷中性H原子进行电荷交换，并迅速耗尽。PUI的耗尽冷却了TS下游的日光层，使其“放气”并导致更窄的HS和更小更圆的形状，与卡西尼号航天器的高能中性原子观测一致。新的模型，星际磁场的方向受到IBEX带状约束，再现了旅行者1号（V1）HP外部的磁场数据。我们提出了在V2处HP外部的磁场的预测。
2019-02-15 astro-ph.SR physics.space-ph
Observations of the Abundances of Secondary Galactic Cosmic Rays from Z equals 5 to 28 Between 10 and 200 MeV/nuc Beyond the Heliopause by Voyager, Some Unexpected Anomalies and Their Interpretation Using a LBM for Galactic Propagation
旅行者号在太阳风层顶以外进行了3年多的观测，已经开始确定低能量（每nuc小于100 MeV）宇宙射线次级核的特征，这些次级核的源成分为零或可以忽略不计。作为一个例子，在约7和15 MeV/nuc之间的B丰度出乎意料地大，在测量和截面误差方面比LBM的预测大2或3。另一方面，对于其他几个较重的次级核，如F和Z等于17至19和21至23个核，在大约10-20 MeV/nuc之间的相应能量通道中，观察到零个核。同样的LBM计算将预测这三组核的总和约为6至7个事件。通过考虑在宇宙射线源附近具有0.3-1.0 g/cm 2物质的嵌套LBM，可以更接近地匹配B观测到的强度，基本上是B的源成分。然而，这种嵌套的LBM计算，如果扩展到上述秒级组的产生，将预测总共8到12个事件，从而导致与观察到的零事件的更大差异。因此，在低能量下对较重的秒的测量使得一个在源附近具有超过几个0.1 g/cm 2或更多物质的嵌套LBM可能是旅行者号所看到的大B丰度的来源非常成问题。到目前为止，最低能量下B的大量丰度最好理解为主要来自星系中10 g/cm 2的物质穿越的结果，可能与这些低能量下数据和截面的不确定性相结合。
2016-12-28 astro-ph.HE physics.space-ph
Predicting the Solar Wind at Parker Solar Probe Using an Empirically Driven MHD Model
自2018年8月12日发射以来，帕克太阳探测器（PSP）已经完成了绕太阳的第一次和第二次轨道，在每个近日点达到了35.7个太阳半径。在这种前所未有的距离令人兴奋的新数据的预期中，我们已经模拟了全球三维日光层使用MHD模型加上半经验日冕模型，使用最好的光球磁图作为输入。我们比较我们的日光层MHD模拟结果与现场测量沿PSP轨迹从其发射到完成的第二个轨道，特别强调的太阳风结构周围的前两个太阳能遇到。此外，我们还展示了我们对2019/09/01发生的第三个近日点的模型预测。MHD结果与PSP观测结果的比较为太阳风加速提供了新的认识。此外，PSP观测揭示了ADAPT-WSA预测在整个日光层内部工作的准确性。
2019-12-05 astro-ph.SR physics.space-ph
The Temperature Anisotropy and Helium Abundance Features of Alfvénic Slow Solar Wind Observed by Parker Solar Probe, Helios, and Wind Missions
本文利用PSP、Helios和Wind数据统计分析高度阿尔芬尼化慢速太阳风的温度各向异性与氦丰度，发现其近太阳普遍存在、呈U形速度分布并含低速群体，且与快速太阳风源区不完全相同。
2025-06-05 astro-ph.SR physics.space-ph
Analysis of Voyager 1 and Voyager 2 in situ CME observations
本文利用1977 - 1980年的观测资料，研究了旅行者号和宇宙飞船在1 - 10天文单位传播期间探测到的ICME。ICME是通过使用现场数据中的几个特征来探测的，主要特征是测量到的质子温度与预期质子温度之比很低。我们发现了两个航天器共有的21个事件，并根据等离子体和磁场特性研究了它们的内部结构。我们发现，ICME的扩大，因为他们向外传播，密度和磁场强度降低，与以前的研究。我们首先进行统计研究，然后对每个案例进行详细分析。此外，我们分析了一种情况下，一个冲击可以清楚地检测到的两个航天器。这里描述的方法可能是有趣的其他研究结合数据集从日光层飞行任务。此外，它们还强调了利用以往特派团提供的有用数据的重要性。
2022-07-01 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Galactic Cosmic Rays measured by UVS on Voyager 1 and the end of the modulation: Is the upwind heliopause a collapsed charge-exchange layer?
旅行者1/2号上的紫外线光谱仪（UVS）的探测器正在记录早先被分配给RTG中衰变的背景。我们表明，它产生于银河宇宙射线（GCR）。我们展示了1992-2013年在V1上通过UVS测量的GCR通量，并通过与GCR专用探测器的数据进行比较，我们估计了该UVS信号的能量范围，约为300 MeV，以及UVS对GCR各向异性的响应。在2012年5月和8月的突然跳跃之后，计数率仅在一个恒定值附近略有波动，但与LECP和CRS仪器的数据相比，这些小的变化只是对变化的各向异性的响应，而不是对通量变化的响应。利用的相似性的能量范围的CRS仪器套件的产品之一，我们使用的两个独立的信号之间的比率作为代理的时间演变的GCR光谱斜率在300兆电子伏的范围。我们发现，自2012年8月以来，这个斜率一直保持不变，并找到强有力的证据表明，它将不再变化，这意味着在这些能量的调制结束，V1在这个日期是接近或过去的日球顶。这种狭窄和停滞的内日鞘的起源仍然不清楚，我们讨论了低太阳风速度的情节和随后的自我放大的电荷交换与星际中性的潜在影响，作为减速和崩溃的来源。我们认为，V1所遇到的准静态区域可能与这种效应有关，由强烈的太阳极大期后的变化引发。V2没有发生这种情况，因为它的轨道与日球层轴的角度更大，并且在后期有一个终止激波穿越。在逆风侧存在由电荷转移而不是纯等离子体接触不连续形成的混合层可以解释各种观测结果。
2014-01-06 astro-ph.GA astro-ph.HE 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
