Large amplitude, turbulent Alfvénic fluctuations have been commonly observed in the solar wind since the first in situ measurements. An important but still unexplained property of such nonlinear fluctuations seen typically in the fastest streams is that, despite the large excursion of the magnetic field fluctuations, the magnitude of the total magnetic field remains nearly constant, a condition that corresponds to spherical polarization. How is this Alfvénic turbulent state achieved in the solar wind remains a fundamental open question in space physics. Although nonlinear Alfvénic fluctuations have been studied for several decades, most of previous work has considered a plasma in thermodynamic equilibrium. The solar wind however displays many non-thermal features and here we discuss how non-thermal effects, in particular pressure anisotropy, and nonlinearities affect the stability and nonlinear evolution of Alfvénic fluctuations with constant total magnetic field magnitude in different plasma-β regimes.
太陽風では、最初のその場観測以来、大振幅の乱流的なアルフヴェン的変動が一般的に観測されてきた。このような非線形変動の重要でありながら未だ説明されていない特性は、最も高速な流れで典型的に見られるものであるが、磁場変動の大きな変位にもかかわらず、全磁場の大きさがほぼ一定に保たれることであり、これは球面偏極に対応する条件である。このアルフヴェン的乱流状態が太陽風においてどのように達成されるのかは、宇宙物理学における根本的な未解決問題のままである。非線形アルフヴェン的変動は数十年にわたって研究されてきたが、これまでの研究の大半は熱力学的平衡状態にあるプラズマを考慮してきた。しかし太陽風は多くの非熱的特性を示す。ここでは、非熱的効果、特に圧力異方性と非線形性が、異なるプラズマβ領域における一定の全磁場大きさを持つアルフヴェン的変動の安定性と非線形発展にどのように影響するかを議論する。