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 2, А.А. Петрукович 3, В. Ангелопулос 4 1 IWF ÖAW, 2 СПбГУ, 3 ИКИ РАН, 4 IGPP UCLA.

Многоспутниковые наблюдения THEMIS

3 Теории суббурь до THEMIS

4 Наблюдения THEMIS P2, P3, P4 Пересекли ПС

сильные колебания поля T~100сек Наблюдения THEMIS

Пересоединение между 11 и 16 Р З Наблюдения THEMIS

Пересоединение между 11 и 16 Р З

8 Эволюция слоя согласно модели AM-03

9 AM-03: Поперечный ток растет, особенно в перегибе Точка перегиба в X=-10 R E Ток увеличивается, особенно в месте сгиба

10 АМ-03: Поле в долях уменьшается Формируется вложенный токовый слой Растет минимум магнитного поля Градиенты плазмы и поля в точке перегиба

11 Идентификация моды Pritchett, P. L., and F. V. Coroniti (2010) Наблюдения THEMIS Моделирование

12 Сосисочная структура осцилляций слоя Наблюдения THEMIS T P4 = T P4 минус 50 секунд Моделирование

13 Пример 2 Суббуря исследована в Sergeev et al., (2012)

14AGU 2010 Пример 3 Волна яркости в авроре (Uritsky et al., 2009)

15 Бóльшие B Z Мéньшие B Z Дрейф по Y Растяжение по X B Z (слева) и V ele (справа) в XY плоскости Y Pritchett and Coroniti, (2010)

16 Частота: 0.01млГц Скорость дрейфа: 100 км/с вдоль Y Ширина пальцев ~1 Р З Дрейф пальцев с утра на вечер

17AGU 2010 С 7:30 до 7:38 UT: -Пальцы вытянулись 6 to 16 Р З -Амплитуды колебаный плазмы и поля выросли -Поперечный ток достиг десятков нА/м 2 (сформировался ТТС) -в 7.38 UT ТТС стал одномерным -Формируется токовый клин в ионосфере Удлинение пальцев и пересоединение ТТС

18AGU 2010 interchange mechanism will speed up any mechanism for violating frozen in flux in a thin plasma sheet Yang, J., R. A. Wolf, and F. R. Toffoletto (2011)

19 Yang, J., R. A. Wolf, and F. R. Toffoletto (2011)

20 Энтропия между -11 и -16 Р З

21

22 Выводы Анализ наблюдений THEMIS от между 6:50 и 7:50 UT показал: Плазменный слой был согнут около 11 Р З на 15 градусов (предположительно солнечным ветром). С изгибом значительно выросли колебания, вызванные раскачкой кинетической баллонной/перестановочной неустойчивостью в обратном градиенте B Z. В процессе развития неустойчивости сформировался одномерный (без B Z ) ТТС, в котором наблюдались признаки пересоединения между при -16

23 Neutral Sheet Bending Fast between two stable states

24 PS Bending Followed Solar Wind Direction Change

25 Oscillation Growth Followed PS Bending

26 CS Bending as a Source of Negative dB Z /dX Pritchett, P. L., and F. V. Coroniti (2010) Our configuration

27 Evolution of dB Z /dX

28 Oscillations During Weak PS Bending

Single Spacecraft Esimate of dB Z /dX dB Z /dX~1nT over 500 km

30 Neutral Sheet Location and Current Density

Interchange Fingers Grew & 1D CS BZBZ dB Z /dt (ExB/B 2 ) Z VXVX VYVY Ln(J) grad X P δPδP grad X B Z

32AGU 2010 Reconnection Indeed Seen in PIC Modeling Pritchett, P. L., and F. V. Coroniti (2011) No physical explanation given