Untersuchung der Rolle ausgewählter kollisionsfreier Prozesse bei der Wärmestromregulierung im Sonnenwind

• Antragstellerin: Professorin Dr. Maria Elena Innocenti
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497938371

Kinetische, kollisionsfreie Prozesse steuern die grundlegende Dynamik in heliosphärischen Plasmen, ungeachtet der extremen Trennung zwischen System- und kinetischen Skalen im Sonnenwind. Die großskaligen Ionen- und Elektroneneigenschaften des Windes werden durch kinetische Instabilitäten eingeschränkt. Beobachtungen und Simulationen, einschließlich der jüngsten Beobachtungen der Parker-Sonnensonde wenige Sonnenradien von der Sonne entfernt, zeigen, dass kollisionsfreie Prozesse eine grundlegende Rolle bei der Regulierung des heliosphärischen Wärmeflusses spielen, der wiederum den Energiehaushalt des Sonnenwindes und indirekt die räumliche Ausdehnung der Heliosphäre steuert.Im Rahmen dieses Projekts werden wir neu entwickelte numerische Methoden einsetzen, um zum Verständnis der kollisionsfreien Regulierung des Wärmeflusses beizutragen. Wir werden insbesondere die Rolle kinetischer Prozesse, wie kinetische Instabilitäten und Wellen-/Teilchen-Wechselwirkungsprozesse, die in Gegenwart großräumiger Magnetfeldfluktuationen ausgelöst werden, bei der Regulierung des Wärmeflusses unter verschiedenen Sonnenwindbedingungen untersuchen. Wir werden unsere Simulationen nutzen, um beobachtete Geschwindigkeitsverteilungsfunktionen (VDFs) bei verschiedenen heliozentrischen Entfernungen vorherzusagen und zu erklären. Wir werden die Auswirkungen der Sonnenwindexpansion auf die Wärmestromregulierung untersuchen, da diese die Entwicklung der den Wärmestrom regulierenden Instabilitäten verändert und somit indirekt zur Wärmestromregulierung beiträgt. Unsere Ergebnisse werden ständig mit aktuellen und historischen Beobachtungen verglichen und validiert, vor allem mit denen der Parker Solar Probe und Solar Orbiter Missionen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartner: Dr. Daniel Verscharen