Авторы
Леоненко М.В.(1,2), Григоренко Е.Е.(1), Зеленый Л.М.(1)
Организации
(1) Институт космических исследований РАН
(2) Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
(2) Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Сессия
Физика солнечной системы
Форма представления
Устный
Научный руководитель
Григоренко Елена Евгеньевна
Место работы научного руководителя
Институт космических исследований РАН
Текст тезисов
В работе проводится исследование 95 пересечений СТС в хвосте Земной магнитосферы по данным миссии MMS. Исследуемые СТС наблюдаются совместно с быстрыми плазменными потоками к и от Земли со скоростями до ~ 1300 км/c, во время фазы роста магнитной суббури. Полутолщина СТС составляет порядка нескольких гирорадиусов тепловых электронов $\rho_e$. Большинство исследуемых СТС наблюдаются с параметром адиабатичности $\kappa_e$ < 1, что свидетельствует о размагниченной динамике электронов.
На малых электронных кинетических масштабах возможно нарушение условия вмороженности плазмы. Нарушение вмороженности плазмы приводит к появлению неидеальных электрических полей. Наблюдается присутствие неидеальных электрических полей выше 10 мВ/м внутри большинства СТС в статистике.
Трансформация энергии в СТС характеризуется объемной плотностью мощности изменения кинетической энергии частиц и описывается выражением (j,E’), где E’ – неидеальное электрическое поле. Положительный знак параметра (j,E’) характеризует передачу энергии от поля к частицам, отрицательный знак – от частиц к полю. Статистический анализ показал, что вероятность наблюдения заданного значения (j,E’) распределена квази-нормально с шириной ~0.2 нВт/м3. В отдельных событиях наблюдается мощность до ~0.6 нВт/м3, что свидетельствует о интенсивном преобразовании энергии вне области пересоединения (в современных работах сообщается о наблюдении мощности трансформации энергии ~(1.0-2.0) нВт/м3 внутри диффузионной области). Полученные результаты показывают, что интенсивное преобразование энергии с последующим накоплением и выделением энергии возможно вне области пересоединения. Некоторые наблюдаемые СТС могут быть неустойчивы и нестационарны.
Показано, что наблюдение разного знака параметра (j,E’) является равновероятным, что свидетельствует о равновероятности протекания процессов трансформации энергии электромагнитного поля в кинетическую энергию электронов и наоборот. В большинстве исследуемых СТС наблюдаются незначительная величина параметра (j,E’) ~0.1 нВт/м3, что свидетельствует о их квази-стационарности на характерных временах наблюдения слоя (~(1-5) с).
В работе были рассчитаны дивергенция и ротор неидеального электрического поля, который характеризует природу наблюдаемых полей. Наблюдаются значения divE и rotE ~1000 нТл/с. Данные величины свидетельствуют в том, что неидеальные электрические поля являются электростатическими и индукционными. Присутствие индукционных электрических полей свидетельствует о возможных временных нестационарностях СТС.
На малых электронных кинетических масштабах возможно нарушение условия вмороженности плазмы. Нарушение вмороженности плазмы приводит к появлению неидеальных электрических полей. Наблюдается присутствие неидеальных электрических полей выше 10 мВ/м внутри большинства СТС в статистике.
Трансформация энергии в СТС характеризуется объемной плотностью мощности изменения кинетической энергии частиц и описывается выражением (j,E’), где E’ – неидеальное электрическое поле. Положительный знак параметра (j,E’) характеризует передачу энергии от поля к частицам, отрицательный знак – от частиц к полю. Статистический анализ показал, что вероятность наблюдения заданного значения (j,E’) распределена квази-нормально с шириной ~0.2 нВт/м3. В отдельных событиях наблюдается мощность до ~0.6 нВт/м3, что свидетельствует о интенсивном преобразовании энергии вне области пересоединения (в современных работах сообщается о наблюдении мощности трансформации энергии ~(1.0-2.0) нВт/м3 внутри диффузионной области). Полученные результаты показывают, что интенсивное преобразование энергии с последующим накоплением и выделением энергии возможно вне области пересоединения. Некоторые наблюдаемые СТС могут быть неустойчивы и нестационарны.
Показано, что наблюдение разного знака параметра (j,E’) является равновероятным, что свидетельствует о равновероятности протекания процессов трансформации энергии электромагнитного поля в кинетическую энергию электронов и наоборот. В большинстве исследуемых СТС наблюдаются незначительная величина параметра (j,E’) ~0.1 нВт/м3, что свидетельствует о их квази-стационарности на характерных временах наблюдения слоя (~(1-5) с).
В работе были рассчитаны дивергенция и ротор неидеального электрического поля, который характеризует природу наблюдаемых полей. Наблюдаются значения divE и rotE ~1000 нТл/с. Данные величины свидетельствуют в том, что неидеальные электрические поля являются электростатическими и индукционными. Присутствие индукционных электрических полей свидетельствует о возможных временных нестационарностях СТС.