行星際日冕物質(zhì)拋射（ICME）在內(nèi)日球?qū)訌较騻鞑ミ^程中會(huì)不斷膨脹。如果該膨脹是絕熱過程，那么一般認(rèn)為ICME內(nèi)等離子體溫度的下降速度會(huì)比周圍的太陽風(fēng)等離子體要快。近期，天氣室王赤研究員、劉潁研究員等人通過對(duì)早期的統(tǒng)計(jì)研究進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)30 AU以內(nèi)ICME等離子體溫度的下降速率和周圍太陽風(fēng)的情況大體相當(dāng)，并且經(jīng)驗(yàn)性確定的多方過程指數(shù)也在1.15～1.33之間，這與之前的預(yù)期存在不一致，表明ICME中存在等離子體加熱過程。

　　行星際空間的低頻阿爾芬波通過非線性串級(jí)過程可將能量從大尺度向小尺度結(jié)構(gòu)傳輸，這被認(rèn)為是ICME等離子體的主要加熱機(jī)制之一。然而迄今為止，除了北京大學(xué)和德國基爾大學(xué)的太陽風(fēng)湍流聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道過兩個(gè)事例以外，鮮有ICME中的阿爾芬波見諸報(bào)端。時(shí)下，學(xué)者們對(duì)阿爾芬波加熱機(jī)制的了解更多的是通過理論分析和數(shù)值模擬獲得的。

　　最近，空間天氣學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的李暉和王赤研究員提出了一種新的阿爾芬波診斷方法可以有效識(shí)別行星際阿爾芬波，同時(shí)避免高純度阿爾芬波的遺漏。在此方法基礎(chǔ)上，他們與天氣室的張靈倩副研究員、北京大學(xué)的何建森教授、麻省理工學(xué)院的John D. Richardson & John W. Belcher教授展開合作研究，利用Voyager 2的觀測(cè)數(shù)據(jù)分析了1～6 AU之間的33個(gè)ICME事件，發(fā)現(xiàn)：1）ICME中存在數(shù)量可觀的阿爾芬波信號(hào)，其中30個(gè)ICME中可以診斷出高純度阿爾芬波的存在，并大約占到ICME總時(shí)間的12.6%；2）ICME中的阿爾芬波主要集中在結(jié)構(gòu)的兩個(gè)邊界和中部，呈“W”型分布特征。而ICME中的等離子溫度也呈現(xiàn)出類似的“W”型分布；3）ICME中阿爾芬波的發(fā)生率相比周圍太陽風(fēng)中要小得多，尤其是4.75 AU以內(nèi)。隨著日心距的增加，ICME和周圍太陽風(fēng)中的阿爾芬波比例都大體上呈線性遞減的規(guī)律。

　　該項(xiàng)研究結(jié)果表明，阿爾芬波對(duì)ICME中的局部等離子體加熱有明顯的貢獻(xiàn)，為理解空間物理學(xué)的世紀(jì)難題——太陽風(fēng)的加熱和加速提供了新的觀測(cè)線索。本論文發(fā)表在本領(lǐng)域著名的學(xué)術(shù)期刊The Astrophysical Journal Letters上。

　　文章列表及鏈接：

　　1. Li. H., C. Wang, J. S. He, et al., Plasma Heating Inside Interplanetary Coronal Mass Ejections By Alfvénic Fluctuations Dissipation, 2016, ApJL, 831, 2.

　　(http:// iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8205/831/2/L13)

　　2. Li. H., C. Wang, J. K. Chao, et al., A New Approach To Identify Interplanetary Alfvén Waves And To Obtain Their Frequency Properties, 2016, JGR, 121, 42.

　　(http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015JA021749/abstract)

　　圖1. ICME中的阿爾芬波擾動(dòng)

　　圖2. ICME中的阿爾芬波和等離子體溫度的“W”型分布

　　圖3. ICME中阿爾芬波發(fā)生率的徑向衰減

　　圖4. ICME中阿爾芬波加熱等離子體的示意圖