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.

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
Два режима неадиабатического ускорения ионов в Токовом Слое геомагнитного хвоста. Григоренко Е.Е., Зеленый Л.М., Долгоносов М.С. Институт космических исследований.
Advertisements

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.
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.
Квазипериодические появления плотной плазмы в высокоширотном пограничном слое при северном направлении межпланетного магнитного поля. Г. В. Койнаш, О.Л.
Квазипериодические всплески плотной плазмы в высокоширотном пограничном слое при северном направлении межпланетного магнитного поля. Г. В. Койнаш, О.Л.
ИКИ, ТОПОЛОГИЯ ВЫСОКОШИРОТНОЙ МАГНИТОСФЕРЫ И ФОРМИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ ЛОВУШЕК ДЛЯ ЭНЕРГИЧНЫХ ЧАСТИЦ Е.Е.Антонова 1,2, И.М.Мягкова1, М.О. Рязанцева.
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.
Исследование баланса давления на магнитопаузе в подсолнечной точке по данным спутников THEMIS С. С. Россоленко 1,2, Е. Е. Антонова 1,2, И. П. Кирпичев.
Магнитная конфигурация перед началом взрывной фазы и проектирование брейкапа в магнитосферу. М.В.Кубышкина, В.А.Сергеев, Санкт-Петербургский государственный.
Структура поперечных токов в высокоширотной магнитосфере И.П. Кирпичев 1, Е.Е.Антонова 2,1, К.Г. Орлова 2 1 ИКИ РАН 2 НИИЯФ МГУ ИКИ РАН,
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.
Свидетельства существования «скрытого» крупномасштабного электрического поля Е х в тонких токовых слоях. Л.М. Зелёный, А.В. Артемьев, А.А. Петрукович,
РЕЗОНАНСНОЕ УСКОРЕНИЕ ЧАСТИЦ В ХВОСТЕ МАГНИТОСФЕРЫ Артемьев А.В., Луценко В.Н., Петрукович А.А., Зелёный Л.М. ИКИ РАН.
Зависимость параметров плазмы и магнитного поля вблизи подсолнечной точки магнитосферы от параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля по.
Роль крупномасштабного солнечного магнитного поля при распространение СКЛ в трехмерной гелиосфере А. Струминский И.
Пульсары - источники космических лучей сверхвысоких энергий ? А.А. Михайлов, Н.Н. Ефремов [1] [1] Институт космофизических исследований и аэрономии им.
ДАВЛЕНИЕ ПЛАЗМЫ В ОКРУЖАЮЩЕМ ЗЕМЛЮ ПЛАЗМЕННОМ КОЛЬЦЕ НА ГЕОЦЕНТРИЧЕСКИХ РАССТОЯНИЯХ ОТ 6 ДО 10 R E ПО ДАННЫМ МЕЖДУНАРОДНОГО ПРОЕКТА THEMIS И.П. Кирпичев.
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.
Искажение магнитного поля при повышении давления во внутренних областях магнитосферы Земли. В.В. Вовченко 1, Е.Е. Антонова 2,1 1 ИКИ РАН, Москва 2 НИИЯФ.
ХАРАКТЕРИСТИКИ КРУПНОМАСШТАБНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И СКОРОСТИ КОНВЕКЦИИ ВБЛИЗИ ГРАНИЦЫ ПОЛЯРНОЙ ШАПКИ Р. Лукьянова 1, 2 А. Козловский 3 1 Арктический.
Транксрипт:

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 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия 2 ИКСИ БАН, София, Болгария 3 IRAP, Тулуза, Франция

Магнитное пересоединение в ближнем хвосте. Эффекты в окрестности ТС: С земной стороны от X-линии: диполизация магнитного поля (+δB Z ) быстрые конвективные потоки плазмы, движущиеся к Земле (BBFs) Со стороны хвоста: южное направление Bz движение плазмоида от Земли (Baumjohann et al., 1989;1999; Angelopoulos et al., 1992; Sergeev et al., 1993; 2003; Nagai et al., 1998; Petrukovich et al., 1998; Nagai et al., 2001; Runov et al., 2003 и т.д.) Утоньшение и бифуркация ТС Квадрупольная структура B Y

Cluster and DSP at close Y Cluster: поток плазмы от Земли, V X ~ -500 км/с B Z < 0 DSP: поток плазмы к Земле, V X ~ 900 км/с B Z > 0 Наблюдения Cluster и DSP на близких Y-координатах (ΔY < 1 Re) Признаки пересоединения между спутниками

Наблюдения Cluster Характерные масштабы: ΔY ~ 0.2 Re; ΔZ ~ 0.13 Re Поворот YZ ~ на 30 0

Квадрупольная структура B Y. В окрестности магнитной X-линии наблюдается квадрупольная структура B Y, обусловленная Холловскими токами, вытекающими из области пересоединения (Nagai et al., 2001;2003; Runov et al., 2003)

Структура Токового Слоя (ТС). Предположение: слой Харриса (максимальная плотность тока в НС) линейный градиент ΔBX/ΔZ L ~ 2·ΔZ·B X0 /ΔB X B X0 – магнитное поле вне слоя (5 нТ) ΔZ - расстояние между парой спутников; ΔB X – разность напряженностей магнитного поля Толщина ТС сравнима с расстоянием между спутниками ~ 0.1 Re (Runov et al., 2002; Nakamura et al., 2002; Sergeev et al., 2003)

Бифуркация ТС, наблюдаемая спутниками CLUSTER I I II III

Максимум продольного тока сдвинут к нейтраль- ной плоскости по отноше- нию к максимуму перпен- дикулярного тока.

Потоки ионов, ускоренных перпендикулярно и параллельно МП. Наблюдения Cluster-1. Cluster-1 and -4 (bad data) are closest to the NS. Cl-1 начинает наблюдать сильный поток плазмы движущийся в хвост перпендикулярно МП в 03:43:05 UT Параллельный поток начинает наблюдается с 03:47:26 UT по 03:49:55 UT. В середине интервала поток ускоренных ионов движется в хвост параллельно МП Изменения характера движения являются временными, а не пространственными.

Распределение параллельной скорости ионов относительно B X указывает на то, что наблюдаемые изменения происходят во времени, а не в пространстве. Параллельный поток ионов всегда двигался от Земли. Длительность его наблюдения составила ~ 2.5 мин.

Сравнение наблюдений Cluster-1 and -3 observations. ~03:43:30 – 03:47:10 UT: оба s/c приближаются к НС и наблюдают перпендикулярный поток от Земли. ~03:47:10 – 03:48:15 UT оба s/c наблюдают параллельный поток от Земли, причем как в ПС, так и вблизи НС ~03:48:15 – 03:50 UT Cl-1 наблюдает параллельный поток от Земли, находясь ближе к НС, чем Cl-3, который наблюдает перпендикуляр- ный поток от Земли! Наблюдения ускоренных потоков на Cl-3 прекращается раньше чем на Cl-1 (в ~ 03:49:46 UT), что возможно связано с выходом во внешний ПС.

Энергичные частицы. Измерение RAPID на Cluster-1.

GSE components of perpendicular velocity measured by HIA onboard Cluster-1,3 and GSE components of E x B measured by EFW onboard Cluster-1,2,3. No data for Cluster-4!

Наблюдения DSP Parallel flow in PS perpendicular flow closer to NS Начало регистрации параллельного потока в ~ 03:43:30 UT, что на ~30 с позже, чем Cluster. Источник (X-линия) на X ~ -14 – -16 Re. Силовые линии внешнего ПС не вовлечены в процесс пересоединения. DSP в южном ПС 2 популяции ионов: поток к Земле V X 1000 км/с и фоновая горячая плазма

Наземные наблюдения. FCC PBQ BLC DSP Заметных вариаций в геомагнитном поле не наблюдалось

PBQFCC 10 nT BLC Амплитуда вариаций горизонтальной компоненты МП на станциях PBQ и FCC (близкие по широте к проекции DSP) ~ 10 нТ. Вариация H - компоненты МП на BLC (близкий меридиан и меньшая широта) - менее 5 нТ

Cluster-1 and DSP observations. Before 03:44 UT - no acceleration. Delay in flow observations by Cluster and DSP according to velocity distribution functions ~ 5 – 30 s. This corresponds to X-line located at X = Re DSP stops to Observe parallel flow at 03:50 UT. Cl-1 stops to observe perpendicular flow at 03:51:10 Cl-3 stops to observe perpendicular flow at 03:49:46 Duration ~ 7 min

X-line between Cluster and DSP reconnection at PS MF lines? After 03:51 UT (strong accelerated flows disappear) Cl in the southern PS: bi-direction distribution + some earthward parallel flow

After o3:59 UT strong earthward parallel flow starts to be observed in southern PS.

Результаты наблюдений Одновременные измерения Cluster и DSP в ЦПС и вблизи ТС хвоста показали: Возможное наличие области магнитного пересоединения на X~ Re и связанные с ним эффекты: - утоньшение ТС (до ~ 0.1 Re) - бифуркацию ТС - эпизодическое наблюдение квадрупольной структуры B Y (1-2 мин). Процесс имел нестационарный характер: - «перемежаемость» потоков ускоренных ионов, движущихся перпендикулярно и параллельно МП во времени и в пространстве.