We make new applications of our previously proposed method for estimating the strain-rate tensor and vorticity vector in plasmas (concerning the local deformation and self rotation of the plasma fluid elements, respectively) solely from magnetic field time series. Here we use solar wind measurements of Ulysses spacecraft made in the outer heliosphere, on and off the ecliptic plane, during the period 1990-1998. The application results imply that the solar wind plasma is, to a good approximation, weakly incompressible, being nearly incompressible on the local magnetic field-normal plane, while expanding at maximum strain rate in the magnetic field direction. This property is theoretically expected, at least for low and intermediate beta plasmas, and supports previous arguments for two-dimensional MHD turbulence in the solar wind. In the magnetic induction equation the vorticity term is favoured, being at least an order of magnitude larger than the strain-rate term, thus explaining the magnetic field alignment of the minimum magnetic field variance and the random wandering of the magnetic field's vector tip on a sphere, both being well known, general features of the heliospheric magnetic field fluctuations. Further, the solar wind is found dominated by magnetized vortex sheetstructures (MVS), on the tangential plane of which lie the, (not generally aligned) average vectors of magnetic field, vorticity and plasma velocity in the solar-corotating frame of reference. These coplanarity properties are shown to be consistent with a theoretically predicted force-free state, minimizing the total energy while conserving a generalized helicity function. The theory additionally implies that the (not directly measured by Ulysses) electric current density also lies on the MVS tangential plane, hence the MVS also constitute current sheets. The MVS spatial orientation implies that the MVS are wrapped in the form of magnetized vortex tubeswith axes aligned to the average magnetic field. The vector couplings, characterizing the MVS, are found to weaken with increasing heliodistance and near the heliospheric current sheet.
我々は、プラズマ中の局所変形と自転にそれぞれ関わる、磁場時系列のみからひずみ速度テンソルと渦度ベクトルを推定する既提案手法の新たな応用を行う。ここでは、1990年から1998年の期間における、黄道面内外の外圏太陽圏でのUlysses探査機による太陽風磁場観測データを用いる。応用結果は、太陽風プラズマが、局所磁場に垂直な面内ではほぼ非圧縮性である一方、磁場方向には最大のひずみ速度で膨張するという意味で、良好な近似で弱圧縮性であることを示唆する。この特性は、少なくとも低・中間ベータプラズマに対して理論的に予想されるものであり、太陽風中の二次元磁気流体乱流に関する従来の議論を支持する。磁気誘導方程式においては、渦度項がひずみ速度項よりも少なくとも一桁大きく優勢であり、これにより、磁場変動の最小分散方向への磁場の整列と、磁場ベクトル先端の球面上でのランダムなウォークが説明される。これらは、太陽圏磁場の変動に広く見られる一般的な特徴である。さらに、太陽風は、磁気渦シート構造が支配的であることが見出され、その接平面内には、太陽共回転座標系における磁場、渦度、プラズマ速度の平均ベクトルが（一般的には整列せずに）存在する。これらの共面性の性質は、一般化されたヘリシティ関数を保存しつつ全エネルギーを最小化する、理論的に予測される力無し状態と整合的である。この理論はさらに、Ulyssesでは直接測定されていない電流密度も磁気渦シートの接平面内に存在することを示唆しており、したがって磁気渦シートは電流シートをも構成する。磁気渦シートの空間的配向は、それらが平均磁場に軸を揃えた磁化された渦管の形態で巻かれていることを示唆する。磁気渦シートを特徴付けるベクトル結合は、太陽圏電流シートからの距離の増大および太陽からの距離の増大に伴って弱まることが見出された。