Kappa distributions are ubiquitous in space and astrophysical poorly collisional plasmas, such as the solar wind, suggesting that microscopic and macroscopic properties of these non-equilibrium plasmas are highly conditioned by the wave–particle interactions. The present work addresses the evolution of anisotropic bi-Kappa (or bi-κ-)distributions of electrons triggering instabilities of electromagnetic electron-cyclotron (or whistler) modes. The new quasi-linear approach proposed here includes time variations of the κ parameter during the relaxation of temperature anisotropy. Numerical results show that κ may increase for short interval of times at the beginning, but then decreases toward a value lower than the initial one, while the plasma beta and temperature anisotropy indicate a systematic relaxation. Our results suggest that the electromagnetic turbulence plays an important role on the suprathermalization of the plasma, ultimately lowering the parameter κ. Even though the variation of κ is in general negative () this variation seems to depend of the initial conditions of anisotropic electrons, which can vary very much in the inner heliosphere.
Kappa分布は、太陽風などの宇宙・天体物理学的な非平衡プラズマにおいて普遍的に観測され、これらの非平衡プラズマの微視的および巨視的性質が波動-粒子相互作用によって強く支配されていることを示唆している。本研究では、電磁電子サイクロトロン（またはホイッスラー）モードの不安定性を誘発する電子の異方性バイKappa（またはバイκ）分布の時間発展を扱う。ここで提案する新しい準線形アプローチには、温度異方性の緩和過程におけるκパラメータの時間変化が含まれる。数値計算の結果、κは初期段階の短い時間間隔で増加する可能性があるが、その後は初期値よりも低い値へと減少し、その間プラズマベータと温度異方性は系統的な緩和を示すことが明らかになった。これらの結果は、電磁波動がプラズマの超熱化（スープラサーマル化）に重要な役割を果たし、最終的にκパラメータを低下させることを示唆している。κの変化は一般的に負の値をとるが、その変化量は内部ヘリオスフィアにおいて大きく変動し得る異方性電子の初期条件に依存するようである。