Alfvén wave heating of heavy ions in the expanding solar wind: Hybrid simulations

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68378289%3A_____%2F05%3A00025799" target="_blank" >RIV/68378289:_____/05:00025799 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

angličtina

Original language name

Alfvén wave heating of heavy ions in the expanding solar wind: Hybrid simulations

Original language description

We present hybrid expanding box simulations of the interaction of left-handed Alfvén waves with protons, alpha particles, and a tenuous population of oxygen O5+. The Alfvén waves are initially nonresonant with the ions, and the expansion brings them to the cyclotron resonance with O5+ ions, then with alpha particles, and finally with protons. The simulations show that O5+ ions are efficiently heated in the directions perpendicular to the background magnetic field but are only slightly accelerated. Oxygen scattering has a finite time span and saturates mainly due to the marginal stabilization with respect to the oxygen cyclotron instability generated by the temperature anisotropy. During the scattering, oxygen ions are able to absorb only a limited amount of available fluctuating energy and, for the parameters used in the simulations, their presence has a minimum influence on alpha particles and protons.

Czech name

Ohřev minoritních iont? Alfvénovými vlnami v expandujícím slunečním větru: Hybridní simulace

Czech description

Studovali jsme interakci levotočivých Alfvénových vln s protony, alfa částicemi a malou populací O5+ iont? v expandujícím slunečním větru pomocí numerických simulací. Expanze přivádí zpočátku nerozonantní Alfvénovy vlny k cyklotronové rezonanci s ionty,a to postupně: nejdříve s kyslíkem, potom s alfa částicemi a nakonec s protony. Simulace ukazují, že minoritní kyslíkové ionty jsou efektivně ohřívány kolmo vzhledem k ambientnímu magnetickému poli a že jsou jenom minimálně urychlovány. Interakce mezi O5+ ionty a vlnami je časově omezena, ohřívání a urychlování kyslíkových iont? je saturováno marginální stabilizací interagujících vln díky silné teplotní anisotropii kyslíkových iontů. Kyslikové ionty jsou schopné absorbovat pouze limitovanou část energiez Alfvénových vln. Pro parametry použité v simulacích přitomnost kyslíkovych iontů má zanedbatelný vliv na protony a alfa částice.

Type

J_x - Unclassified - Peer-reviewed scientific article (Jimp, Jsc and Jost)

CEP classification

DG - Atmospheric sciences, meteorology

OECD FORD branch

—

Project

<a href="/en/project/IAA3042403" target="_blank" >IAA3042403: Nonlinear Kinetic Processe in the Solar Wind and the Vinicity of the Earth's Bow Shock</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>Z - Vyzkumny zamer (s odkazem do CEZ)

Publication year

2005

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Name of the periodical

Journal of Geophysical Research

ISSN

0148-0227

e-ISSN

—

Volume of the periodical

110

Issue of the periodical within the volume

-

Country of publishing house

US - UNITED STATES

Number of pages

11

Pages from-to

"A12109/1"-"A12109/11

UT code for WoS article

—

EID of the result in the Scopus database

—