Features of magnetic field switchbacks in relation to the local-field geometry of large-amplitude Alfvénic oscillations: \emph{Wind} and \emph{PSP} observations
S. Bourouaine, J. C. Perez, N. E. Raouafi, B. D. Chandran, S. D. Bale, M. Velli
In this letter we report observations of magnetic switchback (SB) features near 1 au using data from the \emph{Wind} spacecraft. These features appear to be strikingly similar to the ones observed by the Parker Solar Probe mission (PSP) closer to the Sun: namely, one-sided spikes (or enhancements) in the solar-wind bulk speed $V$ that correlate/anti-correlate with the spikes seen in the radial-field component $B_R$. In the solar-wind streams that we analyzed, these specific SB features near 1 au are associated with large-amplitude Alfvénic oscillations that propagate outward from the sun along a local background (prevalent) magnetic field $\bf{B}_0$ that is nearly radial. We also show that, when $\bf{B}_0$ is nearly perpendicular to the radial direction, the large amplitude Alfvénic oscillations display variations in $V$ that are two-sided (i.e., $V$ alternately increases and decreases depending on the vector $Δ\bf{B}=\bf{B} - \bf{B}_0$). As a consequence, SBs may not appear always as one-sided spikes in $V$, especially at larger heliocentric distances where the local background field statistically departs from the radial direction. We suggest that SBs can be well described by large-amplitude Alfvénic fluctuations if the field rotation is computed with respect to a well-determined local background field that, in some cases, may deviate from the large-scale Parker field.
Generation and Expansion-Driven Growth of Switchbacks in the Outer Solar Corona and Solar Wind
Imperial College London(帝国理工学院);University of California, Los Angeles(加州大学洛杉矶分校);Auburn University(奥本大学);Space Sciences Laboratory, University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校空间科学实验室);Istituto per la Scienza e Tecnologia dei Plasmi (ISTP), Consiglio Nazionale delle Ricerche(等离子体科学与技术研究所,意大利国家研究委员会);The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校)
Averaging Effects on the Solar Wind Alfven Mach Number: Implications for Switchbacks and Alfven Transition
University of Delaware(特拉华大学);Princeton University(普林斯顿大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Mahidol University(玛希隆大学);University of Orléans(奥尔良大学);Kasetsart University(泰国农业大学);NASA Goddard Space Flight Center(美国宇航局戈达德太空飞行中心)
Possible Evolution of Minifilament-Eruption-Produced Solar Coronal Jets, Jetlets, and Spicules, into Magnetic-Twist-Wave "Switchbacks" Observed by the Parker Solar Probe (PSP)
Conversion Layer Controls the Evolution of Magnetic Deflections Near the Alfven Surface
University of Michigan(密歇根大学);University of Delaware(特拉华大学);Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian(哈佛-史密森尼天体物理中心);University of Alabama Huntsville(阿拉巴马大学亨茨维尔分校);Auburn University(奥本大学);University of California Berkeley Space Sciences Laboratory(加州大学伯克利分校空间科学实验室)
Direct Evidence of Non-Ideal Dissipative Dynamics in Solar Wind Magnetic Switchbacks
Space Sciences Laboratory, University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校空间科学实验室);Physics Department, University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校物理系);Physics Department, University of Alberta(阿尔伯塔大学物理系)
Turbulence characteristics of switchbacks and non-switchbacks intervals observed by \emph{Parker Solar Probe}
我们使用\emph{Parker Solar Probe}(\emph{PSP})的现场测量,以分析太阳风湍流的特征,在第一次太阳相遇期间覆盖径向距离之间的$35.7R_\odot$和$41.7R_\odot$。在我们的分析中,我们将所谓的之字形(SB)间隔(折叠磁场线)与非之字形(NSB)间隔(主要遵循帕克螺旋场)隔离开来。使用一种基于条件关联函数的技术,我们分别在SB和NSB间隔中估计了Elsasser、磁场和体速度场的功率谱。通过对两种间隔的湍流能谱的比较,我们发现了以下特点:1)后向传播Elsasser场$z^-$的去相关长度在NSB间隔中比在SB间隔中大;(2)SB层段的磁功率谱比NSB层段陡,谱指数接近-5/3,其具有接近-3/2的光谱指数; 3)SB和NSB湍流都是不平衡的,NSB具有最大的交叉螺旋度,4)SB间隔中的剩余能量大于NSB,以及5)所分析的波动由在\emph{sunward}中传播的Alfvénic波动主导(\emph{anti-sunward})方向,用于SB(NSB)湍流。这些观察到的特征提供了进一步的证据,证明\emph{PSP}观察到的之字形与折叠磁场线有关,从而深入了解其湍流性质。
Near-Sun Switchbacks Show Statistical Signatures of Solar Activity
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics(大学间天文与天体物理中心);International Space Science Institute(国际空间科学研究所);LPC2E, OSUC, Univ Orleans, CNRS, CNES(地球与行星物理学实验室,观测宇宙学与气候环境统一研究组织,奥尔良大学,法国国家科学研究中心,法国国家太空研究中心);SETI Institute(搜寻地外文明研究所);Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory(洛克希德·马丁太阳与天体物理实验室)
Dynamics of a switchback-like magnetic deflection induced by a propagating coronal jet
Sorbonne Université, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, Université Paris Saclay, Observatoire de Paris-PSL, CNRS, Laboratoire de Physique des Plasmas (LPP)(索邦大学、巴黎综合理工学院、巴黎理工学院、巴黎萨克雷大学、巴黎天文台-PSL、法国国家科学研究中心、等离子体物理实验室);French-Spanish Laboratory for Astrophysics in Canarias (FSLAC), CNRS IRL 2009, Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利群岛法西天体物理学实验室(FSLAC)、法国国家科学研究中心国际研究联合实验室2009、加那利群岛天体物理研究所);LPC2E, OSUC, Univ Orleans, CNRS, CNES(地球与行星科学实验室、宇宙观测与研究支持中心、奥尔良大学、法国国家科学研究中心、法国国家空间研究中心);Durham University, Department of Mathematical Sciences(杜伦大学、数学系)
Magnetic switchback formation: a review of proposed mechanisms
Durham University(杜伦大学);University of Otago(奥塔哥大学);CNRS, Instituto de Astrofísica de Canarias(法国国家科学研究中心,加那利天体物理学研究所);Sorbonne Université, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, Université Paris Saclay, Observatoire de Paris-PSL, CNRS, Laboratoire de Physique des Plasmas(索邦大学,巴黎综合理工学院,巴黎理工学院,巴黎萨克雷大学,巴黎天文台-PSL,法国国家科学研究中心,等离子体物理实验室);SSL, University of California Berkeley(空间科学实验室,加州大学伯克利分校);University of Maryland(马里兰大学);Starion Group S.A.(星团集团);Bartol Research Institute and Department of Physics and Astronomy, University of Delaware(巴托尔研究所和物理与天文系,特拉华大学);Imperial College London(帝国理工学院);Mahidol University(玛希隆大学)
Properties of Magnetic Switchbacks in the Near-Sun Solar Wind
Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian(哈佛-史密森天体物理中心);Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, CNES, CNRS, Université de Toulouse(天体物理学与行星学研究所,法国国家空间研究中心,法国国家科学研究中心,图卢兹大学);Department of Physics, Imperial College London(帝国理工学院物理系);Space Sciences Laboratory, University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校空间科学实验室);Astronomy and Space Physics Department, National Taras Shevchenko University of Kyiv(基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学天文与空间物理系);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);LPC2E, OSUC, Univ Orleans, CNRS, CNES(奥尔良大学地球与环境过程实验室,观测与研究宇宙学与气候系统观测站,法国国家科学研究中心,法国国家空间研究中心);International Space Science Institute(国际空间科学研究所)
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。