ВВЕДЕНИЕ
В данной работе рассматриваются установившиеся нелинейные волны — вистлеры, распространяющиеся под некоторым углом α (α≠π/2) к постоянному однородному магнитному полю в холодной бесстолкновительной плазме. Основное внимание акцентируется на волнах типа быстрого магнитного звука (БМЗ), которые при выполнении условия ωHе<<ωpе имеют частоты ωHi<<ω<ωHеcosα и длины волн порядка электронной инерционной длины с/ωpе (здесь ωHi — ионная циклотронная, ωHе — электронная циклотронная, ωpе — электронная плазменная частоты, с — скорость света). БМЗ-волны в этом диапазоне частот имеют несколько названий: свистящие атмосферики, свисты, геликоны, вистлеры [Ахиезер и др., 1974; Гершман, Угаров, 1960]. Мы будем называть эти волны вистлерами. Вистлеры наблюдаются достаточно часто во многих явлениях, имеющих место в замагниченной космической плазме. К примеру, вистлеры, возбуждаясь в околоземной плазме вследствие непрерывных грозовых разрядов в атмосфере Земли [Гершман, Угаров, 1960], постоянно регистрируются радиоприемниками на Земле. Другой пример — в последнее время установлено, что вистлеры играют существенную роль в формировании структуры бесстолкновительных ударных волн [Balogh, Treumann, 2013], в частности, это относится и к околоземным ударным волнам [Wilson III, 2016].
Как следует из результатов работы [Saffman, 1961], для установившихся нелинейных вистлеров, бегущих строго вдоль силовых линий внешнего магнитного поля, волновое магнитное поле имеет две сравнимые по величине, поперечные к направлению движения волны компоненты, а вектор волнового магнитного поля вращается в той же поперечной плоскости. Характерный пространственный масштаб вистлера порядка ~c/ωpе. Скорость вистлера, бегущего строго вдоль внешнего магнитного поля, на порядок величины превышает альфвеновскую скорость в невозмущенной плазме, а амплитуда поперечных компонент волнового магнитного поля вистлера при максимальных его скоростях на порядок величины превышает значение внешнего магнитного поля. Как показано в представленном исследовании, похожую структуру имеют вистлеры, бегущие под углом к магнитному полю.
