内磁层中行星际激波激发的超低频波对"杀手"电子和能量离子的快速加速

• 作者: 宗秋刚 张湘云 杨彪 王承睿 王永福 袁憧憬
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: "杀手"电子 辐射带 能量粒子加速 ULF波 VLF波 波粒相互作用 共振
• 年，卷（期）: 2011,（7）
• 所属期刊栏目: 评述
• 页码范围: 464-476
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1007/s11434-010-04308-8

摘要

辐射带中的能量电子与离子是首要的空间天气威胁.理解这些粒子如何在辐射带中被加速是空间物理学的主要挑战之一.本文总结了行星际激波在内磁层激发的超低频(ULF)波对"杀手"电子与能量离子的快速加速的最新进展.甚低频(VLF)波-粒子相互作用被认为是电子加速的主要机制之一,这是因为电子回旋共振容易在VLF波频率范围内发生.最近,运用4颗Cluster卫星的观测,发现在行星际激波作用于地球磁层之后,辐射带中的能量电子几乎立即被加速,并且加速过程持续数小时.传统的加速机制是基于VLF波粒相互作用加速电子至相对论能量,时间尺度长达数天,因而无法解释我们的观测.进一步发现行星际激波或太阳风压强脉冲,与更加小的动压变化,对辐射带动力学起到无法忽视的作用.行星际激波与地球磁层相互作用会产生许多重要的空间物理学现象,包括能量粒子加速.由行星际激波作用引起的辐射带能量电子的快速加速的机制包括3个组成部分:(1)由与激波相关的磁场剧烈压缩引起的初始绝热加速;(2)与不同L壳层被激发的极向模ULF波造成漂移-共振加速;(3)与ULF波相关的快速衰减的电场引起的粒子加速.粒子最终会获得净加速,因为它们在上半个周期获得的能量多于在下半个周期损失的能量.本文得到的结果对理解在地球Van Allen辐射带中的能量粒子加速有了新的认识,同样也可以被应用于行星际激波与其他行星的相互作用,例如水星、木星、土星、天王星和海王星,以及其他有磁场存在的天体.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王永福		7	3	1.0	1.0
2	杨彪		6	2	1.0	1.0
3	宗秋刚		11	4	1.0	2.0
4	袁憧憬		2	0	0.0	0.0
5	王承睿		1	0	0.0	0.0
6	张湘云		2	0	0.0	0.0