Suprathermal electrons and inertial drifting electrons, so called electron beam, are crucial to the nonlinear dynamics of electrostatic solitary waves observed in several astrophysical plasmas. In this paper, the propagation of electron-acoustic solitary waves (EAWs) is investigated in a collisionless, unmagnetized plasma consisting of cool inertial background electrons, hot suprathermal electrons (modeled by a κ-type distribution), and stationary ions. The plasma is penetrated by a cool electron beam component. A linear dispersion relation is derived to describe small-amplitude wave structures that shows a weak dependence of the phase speed on the electron beam velocity and density. A (Sagdeev-type) pseudopotential approach is employed to obtain the existence domain of large-amplitude solitary waves, and investigate how their nonlinear structures depend on the kinematic and physical properties of the electron beam and the suprathermality (described by κ) of the hot electrons. The results indicate that the electron beam can largely alter the EAWs, but can only produce negative polarity solitary waves in this model. While the electron beam co-propagates with the solitary waves, the soliton existence domain (Mach number range) becomes narrower (nearly down to nil) with increasing the beam speed and the beam-to-hot electron temperature ratio, and decreasing the beam-to-cool electron density ratio in high suprathermality (low κ). It is found that the electric potential amplitude largely declines with increasing the beam speed and the beam-to-cool electron density ratio for co-propagating solitary waves, but is slightly decreased by raising the beam-to-hot electron temperature ratio.
超熱電子と慣性ドリフト電子（いわゆる電子ビーム）は、いくつかの天体プラズマで観測される静電孤立波の非線形ダイナミクスに決定的に重要である。本論文では、冷たい慣性背景電子、高温超熱電子（κ型分布でモデル化）、および静止イオンからなる無衝突・無磁化プラズマにおける電子音波孤立波（EAW）の伝播を調査する。このプラズマには冷たい電子ビーム成分が浸透している。線形分散関係を導出して小振幅波動構造を記述し、位相速度の電子ビーム速度と密度への弱い依存性を示す。（Sagdeev型）擬ポテンシャル法を用いて大振幅孤立波の存在領域を求め、その非線形構造が電子ビームの運動学的・物理的性質および高温電子の超熱性（κで記述）にどのように依存するかを調べる。結果は、電子ビームがEAWを大きく変化させ得るが、このモデルでは負の極性の孤立波のみを生成できることを示す。電子ビームが孤立波と同方向に伝播する場合、孤立波の存在領域（マッハ数範囲）は、ビーム速度とビーム対高温電子温度比の増加、およびビーム対冷電子密度比の減少に伴って狭くなる（ほぼゼロまで）。同方向伝播の孤立波について、電位振幅はビーム速度とビーム対冷電子密度比の増加に伴って大幅に減少するが、ビーム対高温電子温度比を上げてもわずかに減少するのみであることが見出された。