先前研究显示在大约0.3au到5au的日心距内，CME内alpha粒子与质子之间的差动速度(Vαp)可以忽略，这与慢速太阳风相似。最近，PSP的观测结果显示在0.1au内，慢速太阳风的Vαp可以达到约60 km/s。那么在0.1au以内，CME内部的Vαp是否变得同样不可忽略？

为回答这一问题，我们分析了2022年6月2日的CME事件。该CME被SDO和STEREO-A遥感观测到（图1），并在约15个太阳半径处被PSP局地观测（图2）。

图1：2022年6月2日CME的遥感观测。(a) 地球（SDO）、STEREO-A和PSP相对于太阳在黄道平面上的位置和/或方向。(b) AIA 304Å图像。(c) EUVI-A 195Å差分图像。(d) COR2-A差分图像。绿色箭头表示爆发暗条或CME。

利用PSP的SWEAP和FIELDS数据对该CME进行了研究。PSP的观测表明，0.1au内CME存在显著的Vαp，这与0.3 au以外的观测结果不同。此外发现同一CME可基于库仑数（Nc）被清晰地划分为A和B两个区间（图2），其中A区间的库仑数低于0.5，B区间高于0.5。

图2：PSP在2022年6月2日11:00至15:00 UT期间对CME和太阳风的局地测量。(a) 和 (b) 质子和α粒子通量作为方位角的函数。(c) 磁场。(d) 质子数密度和α粒子绝对丰度。(e) 质子和α粒子的速度。(f) 阿尔芬马赫数和等离子体β。(g) 差动速度和归一化差动速度（相对于局地阿尔芬速度）。(h) 质子温度和α粒子与质子的温度比。(i) 库仑数。

在A区间，Vαp和Tα/Tp的平均值分别为96.52 km/s和7.65，明显高于B区间的21.96 km/s和2.23。而且随着库伦数的增大，Vαp以及Tα/Tp均明显下降（图3）。这直接表明库仑碰撞在降低CME的非平衡特征中发挥了重要作用。

图3：(a) 和 (c) 不同库仑数范围内CME的Vαp和Tα/Tp分布。虚线、红色和绿色阴影区域分别展示全部数据、Nc ≤ 0.5和Nc > 0.5的Vαp（或Tα/Tp）。(b) 和 (d) Vαp和Tα/Tp随Nc的变化。

近日，论文以Alpha–Proton Differential Flow of a Coronal Mass Ejection at 15 Solar Radii为题在ApJL上发表。

作者：张学超、宋红强、王晓倩、李乐平、付辉、王睿、陈耀

链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad79f2