РЕЗОНАНСНОЕ УСКОРЕНИЕ ЧАСТИЦ В ХВОСТЕ МАГНИТОСФЕРЫ Артемьев А.В., Луценко В.Н., Петрукович А.А., Зелёный Л.М. ИКИ РАН.

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭЛЕКТРОНОВ В ТОНКИХ ТОКОВЫХ СЛОЯХ Л.М. Зеленый, А.В. Артемьев, А.А. Петрукович ИКИ РАН ОФН-15, ИКИ 2011 Cluster mission Interball-tail.
Advertisements

Свидетельства существования «скрытого» крупномасштабного электрического поля Е х в тонких токовых слоях. Л.М. Зелёный, А.В. Артемьев, А.А. Петрукович,
Два режима неадиабатического ускорения ионов в Токовом Слое геомагнитного хвоста. Григоренко Е.Е., Зеленый Л.М., Долгоносов М.С. Институт космических исследований.
Наблюдения пучков ускоренных ионов в пограничной области плазменного слоя по данным Cluster. Григоренко Е.Е. 1, M Hoshino 2, J.-A. Sauvaud 3, Л.М. Зеленый.
Внутренняя структура тонких токовых слоёв: наблюдения CLUSTER и теоретические модели. А.В. Артемьев, А.А. Петрукович, Л.М. Зелёный, R. Nakamura, Х.В. Малова,
Одновременные наблюдения на ИСЗ Интербол-1 прихода токового слоя в солнечном ветре к околоземной ударной волне, образования аномалии горячего течения и.
ОФН-15, ИКИ РАН, Тонкие токовые слои в космической плазме: двухмерная структура Х.В. Малова, Л.М. Зеленый, В.Ю. Попов, А.В. Артемьев, А.А. Петрукович.
Изменения давления и энтропии во время диполяризации в области r=6-12 R E С. Дубягин, В.А. Сергеев, С. Апатенков, (Санкт-Петербургский Государственный.
Влияние перемежаемости электромагнитной турбулентности на ускорение частиц. С.Д. Рыбалко, А.В. Артемьев, Л.М. Зелёный, А.А. Петрукович ИКИ РАН.
Вайсберг О.Л. 1, Артемьев А. 1, Малова Х.В. 1, Зеленый Л.М. 1, Койнаш Г.В. 1, Аванов Л.А. 2 1 Институт космических исследований РАН 2 INNOVIM/NASA Goddard.
Первые результаты эксперимента МЭП проекта СПЕКТР-Р Петрукович А.А., Гладышев В.А. ИКИ РАН Кудела К., Балаж Я., Сливка М., Стржарский И. ИЭФ САН.
Квазипериодические всплески плотной плазмы в высокоширотном пограничном слое при северном направлении межпланетного магнитного поля. Г. В. Койнаш, О.Л.
Устойчивость токового слоя. Артемьев А.В., Зелёный Л.М., Малова Х.В., Попов В.Ю. ИКИ РАН НИИЯФ МГУ Физический факультет МГУ.
Баллонная/перестановочная неустойчивость в ближнем хвосте Е.В. Панов 1, Р. Накамура 1, В. Баумйоханн 1, М.Г. Кубышкина 2, А.В. Артемьев 3, В.А. Сергеев.
ДАВЛЕНИЕ ПЛАЗМЫ В ОКРУЖАЮЩЕМ ЗЕМЛЮ ПЛАЗМЕННОМ КОЛЬЦЕ НА ГЕОЦЕНТРИЧЕСКИХ РАССТОЯНИЯХ ОТ 6 ДО 10 R E ПО ДАННЫМ МЕЖДУНАРОДНОГО ПРОЕКТА THEMIS И.П. Кирпичев.
Анализ распределения плотности и температуры протонов в плазмосфере Земли на основе трехмерного моделирования Г.А. Котова, М.И. Веригин, В.В. Безруких.
Новые результаты по физике солнечных вспышек С.И. Безродных, А.В. Орешина, И.В. Орешина, Б.В. Сомов.
ИКИ, ТОПОЛОГИЯ ВЫСОКОШИРОТНОЙ МАГНИТОСФЕРЫ И ФОРМИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ ЛОВУШЕК ДЛЯ ЭНЕРГИЧНЫХ ЧАСТИЦ Е.Е.Антонова 1,2, И.М.Мягкова1, М.О. Рязанцева.
Квазипериодические появления плотной плазмы в высокоширотном пограничном слое при северном направлении межпланетного магнитного поля. Г. В. Койнаш, О.Л.
Эффекты магнитного пересоединения в Токовом Слое ближнего хвоста по данным спутников Cluster и DSP. Григоренко Е.Е.1, Зеленый Л.М.1, Колева Р.2, Сово Ж.-А.3.
Транксрипт:

РЕЗОНАНСНОЕ УСКОРЕНИЕ ЧАСТИЦ В ХВОСТЕ МАГНИТОСФЕРЫ Артемьев А.В., Луценко В.Н., Петрукович А.А., Зелёный Л.М. ИКИ РАН

Runov et al., 2009 Apatenkov et al., 2007 x Bz front 0 x Ey 0 Electric field y Direction of front propagation Sergeev et al., 2009 Фронты диполяризации themis cluster

Interball-tail Ионы с энергиями < 25кэВ Магнитное поле AnGeo 1997 Частицы высоких энергий Космические Исследования 1998

Наблюдения фронтов диполизации

Ускоренные частицы ~200 кэВ ~100 кэВ

Механизм ускорения Оценка электрического поля даёт: Ey~5 mV/m На частицы, движущиеся вместе с фронтом, действует электрическое поле E y Скорость фронтаВеличина фонового магнитного поля Частицы ускоряются вдоль фронта Время, необходимое иону, что бы набрать энергию ~150кэВ T~10 c Эффект захвата частиц

Динамика частицы в поле электромагнитной волны z x y B 0 +B z EyEy The wave propagates along x-axis B 0 - the uniform magnetic field B z - the magnetic field of the wave E y - the electric field of the wave This system can be written in the form of a Hamiltonian system with 1.5 degrees of freedom ( Chirikov et al. 1991, Neishtadt et al )

Capture into resonance Condition of existing of magnetic field null Phase portrait The area A surrounded by the trajectory is an adiabatic invariant: its value is approximately conserved in the evolution Numerical modeling of ion capture into resonance with wave Area under separatrix Neishtadt et al. 2009

Сопоставление теории и наблюдений Ускорение частиц вдоль фронта приводит к связи масштабов фронта вдоль направления Утро-Вечер R y и величины энергии Распределение значений электрического поля Распределение значений энергии ускоренных частиц

Пространственные масштабы фронта диполяризации Распределение величин масштабов фронта диполяризации Среднее значение ширины фронта диполяризации для статистики из 125 случаев наблюдения

Interball-Geotail Оценка масштаба, основанная на измеряемой энергии Оценка масштаба, основанная на измеряемой энергии

Роль токов ускоренных частиц Ток частиц, ускоряемых вдоль фронта диполяризации Ток частиц, поддерживающий перепада магнитного поля на фронте Плотность фоновой плазмы вероятность захвата электронов P e и вероятность захвата протонов P p P e ~ P p P e

Выводы: На фронтах диполизации наблюдаются группы частиц(ионов) больших энергий (~100keV) В качестве механизма ускорения частиц можно рассматривать ускорение захваченных ионов полем E y ~v p B z Сопоставление энергий ускоренных частиц и значений электрического поля E y ~v p B z позволило оценить масштаб фронта диполяризации: R y [2.5, 10]R E и ~6R E

Фронты диполяризации в моделировании и наблюдениях (Ситнов, Сергеев, Рунов) Эффекты ускорения частиц (Темис, Кластер) Данные интербола (прибор ДОК, прибор КОРАЛ, магнитное поле) Примеры данных интербала (магнитное поле, спектрограммы КОРАЛА, потоки электронов от времени) Данные ДОКа (отдельные случаи) Оценки электрического поля и оценки времени ускорения -> эффект захвата Теория захвата в ЭМ волну и ускорения частиц Оценки масштабов фронтов диполяризации (статистика) Выводы

Ускоренные частицы