Аналитическая модель токового слоя с несколькими популяциями частиц в однородном гравитационном поле экзопланеты

Авторы
Кислов Р.А.
Организации
Институт космических исследований РАН
Сессия
Теория и моделирование физических процессов
Форма представления
Устный
Текст тезисов
Построена одномерная кинетическая модель плоского токового слоя, находящегося в однородном гравитационном поле экзопланеты. Предполагается, что помимо электронов и протонов в плазме содержатся тяжёлые многозарядные ионы. Учитывается возможное различие температур электронов, протонов и тяжёлых ионов. Получены аналитические решения для магнитного поля, суммарных плотности тока и концентрации, а также для вкладов в плотность тока и в концентрацию от каждой популяции частиц. Помимо этого, модель обобщает решение для однородного электрического поля Паннекука-Росселанда, вызванного наличием гравитационного поля, на случай нескольких разнотемпературных популяций частиц. Гравитационное поле приводит к асимметрии токового слоя относительно нейтральной поверхности. Также, в силу одномерности модели и гравитационного дрейфа, возможен перенос вещества вдоль одного из направлений вдоль нейтральной поверхности, вдоль которого равна нулю плотность тока. Параметры токового слоя (такие как толщина, максимальное магнитное поле и плотность тока) могут немонотонно зависеть от концентрации и температур электронов, протонов, тяжёлых ионов. Эффекты, обнаруженные в модели, могут быть существенны в условиях сильного гравитационного и магнитного поля и низкой плотности плазмы при отсутствии течений поперёк токового слоя. Такие условия могут наблюдаться вблизи крупных каменистых или ледяных планет, а также вблизи спутников газовых гигантов.

Работа выполнена в рамках проекта Министерства науки и высшего образования РФ № 2020-1902-01-133