Electron bulk acceleration and thermalization at Earth's quasi-perpendicular bow shock - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Physical Review Letters Année : 2018

Electron bulk acceleration and thermalization at Earth's quasi-perpendicular bow shock

L.-J. Chen
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S. Wang
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L. B. Wilson Iii
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S. J. Schwartz
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N. Bessho
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T. E. Moore
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B. L. Giles
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D. M. Malaspina
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F. D. Wilder
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R. E. Ergun
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Michael Hesse
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H. Lai
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C. T. Russell
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R. J. Strangeway
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R. B. Torbert
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A.-F. Viñas
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J. L. Burch
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S. Lee
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C. Pollock
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W. R. Paterson
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N. Ahmadi
K. A. Goodrich
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B. Lavraud
Olivier Le Contel
Y. V. Khotyaintsev
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P.-A. Lindqvist
S. Boardsen
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H. Wei
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  • PersonId : 1097790
A. Le
L. A. Avanov
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Résumé

Electron heating at Earth's quasiperpendicular bow shock has been surmised to be due to the combined effects of a quasistatic electric potential and scattering through wave-particle interaction. Here we report the observation of electron distribution functions indicating a new electron heating process occurring at the leading edge of the shock front. Incident solar wind electrons are accelerated parallel to the magnetic field toward downstream, reaching an electron-ion relative drift speed exceeding the electron thermal speed. The bulk acceleration is associated with an electric field pulse embedded in a whistler-mode wave. The high electron-ion relative drift is relaxed primarily through a nonlinear current-driven instability. The relaxed distributions contain a beam traveling toward the shock as a remnant of the accelerated electrons. Similar distribution functions prevail throughout the shock transition layer, suggesting that the observed acceleration and thermalization is essential to the cross-shock electron heating.

Dates et versions

hal-01895686 , version 1 (15-10-2018)

Identifiants

Citer

L.-J. Chen, S. Wang, L. B. Wilson Iii, S. J. Schwartz, N. Bessho, et al.. Electron bulk acceleration and thermalization at Earth's quasi-perpendicular bow shock. Physical Review Letters, 2018, 120, pp.225101. ⟨10.1103/PhysRevLett.120.225101⟩. ⟨hal-01895686⟩
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