«Взаимодействие солнечной плазмы с горячим высокоширотным погранслоем геомагнитной ловушки: динамические процессы переноса и ускорения»
Сергей Савин (ИКИ РАН)
Аннотация:
На основе современных экспериментальных данных исследованы механизмы проникновения плазмы внутрь магнитосферной ловушки: диффузии, вязкости, импульсного проникновения плазменных струй и эффекта конечного гирорадиуса ионов.
На высоких широтах в окрестности полярных каспов как по экспериментальным данным, так и по результатам численного моделирования выделяются области минимума магнитного поля, в которых эти механизмы наиболее эффективны.
Гировязкое трение магнитных силовых линий вдоль магнитопаузы связано с нормальным напряжением, которое может изменить положение магнитопаузы; отношение вязкого гиронапряжения к максвелловскому пропорционально скорости потока и обратно пропорционально 3й степени модуля магнитного поля, что максимизирует его воздействие на внешней границе каспа.
Подобная зависимость от поля коэффициентов диффузии плазмы за счет резонансного взаимодействия с электростатическими ионно-циклотронными волнами и при нерезонансном рассеянии на кинетических альвеновских волнах (как и при перколяции сквозь структурированную границу) приводит к диффузии через внешнюю границу каспов, достаточной для заполнения дневной магнитосферы солнечной плазмой.
Исследование взаимодействия потоков солнечной плазмы с горячей плазмой на внешней границе полярных каспов демонстрирует важность нелинейных взаимодействий отраженных от границы волн с возмущениями в набегающем потоке.
В условиях малости магнитных сил образуется интерференционная картина, включающая электрические волновые пакеты, в которых за счет инерционного дрейфа ускоряются до магнитозвуковой скорости плазменные струи, уносящие вниз по потоку до половины удельного импульса. В результате, течение во внешнем погранслое замедляется до альвеновских скоростей.
Приводятся
данные Интербола-1 и Кластера по
эффектам конечного гирорадиуса и заряда
на магнитопаузе, а также дается краткая
ретроспектива изучения проникновения
солнечной плазмы через полярный касп.