РОЛЬ АЛЬФА-ЧАСТИЦ В ПРОНИКНОВЕНИИ ДИАМАГНИТНЫХ СТРУКТУР СОЛНЕЧНОГО ВЕТРА ВНУТРЬ МАГНИТОСФЕРЫ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Приводятся результаты исследований, показывающие наличие одновременных скачков концентрации протонов (N2/N1)p и альфа-частиц (N2/N1)α на границах диамагнитных структур (ДС) различных масштабов как в квазистационарном медленном, так и в спорадическом солнечном ветре (СВ). Для ДС квазистационарного медленного СВ, связанного с поясом или цепочками стримеров, в рамках рассмотренной в статье статистики имеет место единая линейная зависимость (N2/N1)α от (N2/N1)p. Это означает, что скачки концентрации протонов и альфа-частиц имеют единую физическую природу и обусловливаются диамагнетизмом на границах ДС квазистационарных потоков СВ различных типов. На фронте межпланетных ударных волн (МУВ) скачок (N2/N1)α примерно в два раза превышает скачок (N2/N1)p, что отражает особенности коллективного бесстолкновительного нагрева плазмы во фронтах МУВ и требует дальнейших дополнительных исследований. Максимальное превышение (почти в три раза) относительным возрастанием концентрации альфа-частиц (N2/N1)α относительного возрастания концентрации протонов (N2/N1)p наблюдается в эруптивных протуберанцах. Отклик в таких явлениях, как полярные сияния, потоки протонов и альфа-частиц, геомагнитное поле, геомагнитные пульсации, подобен при воздействии на магнитосферу ДС различной природы и МУВ, например зарегистрированной 23.04.2002 на расстоянии 1 а. е. от центра Солнца. Обнаруженные особенности магнитосферного отклика на контакт с ДС различной природы и МУВ можно интерпретировать как импульсное прохождение вещества ДС (плазмоида) в магнитосферу. Результаты исследований скачков (N2/N1)α могут быть использованы как дополнительный аргумент при идентификации случаев импульсного проникновения ДС внутрь магнитосферы и при исследовании физической природы этих проникновений.

Ключевые слова:
медленный солнечный ветер, спорадический солнечный ветер, отношение концентрации альфа-частиц к концентрации протонов, магнитосферный отклик на воздействие ДС и МУВ
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать
Список литературы

1. Бородкова Н.Л. Воздействие больших и резких изменений динамического давления солнечного ветра на магнитосферу Земли. Анализ нескольких событий. Космические исследования. 2010. Т. 48, № 1. С. 1–15.

2. Веселовский И.С., Ермолаев Ю.И. Ионные составляющие солнечного ветра. Плазменная гелиофизика. Т. 1. M.: Физматлит, 2008. С. 313– 325.

3. Еселевич В.Г. Диамагнитные структуры — основа квазистационарного медленного солнечного ветра. Солнечно-земная физика. 2019. Т. 5, № 3. С. 36–49. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-53201904.

4. Еселевич М.В., Еселевич В.Г. Проявление лучевой структуры пояса корональных стримеров в виде резких пиков концентрации плазмы солнечного ветра на орбите Земли. Геомагнетизм и аэрономия. 2006а. Т. 46, № 6. С. 811–824.

5. Еселевич М.В., Еселевич В.Г. Некоторые особенности пояса корональных стримеров в солнечной короне и на орбите Земли. Астрономический журнал. 2006б. Т. 83, № 9. С. 837–852.

6. Молчанов О.А. Низкочастотные волны и индуцированные излучения в околоземной плазме. М.: Наука, 1985. 223 с.

7. Пархомов В.А., Бородкова Н.Л., Еселевич В.Г. и др. Особенности воздействия диамагнитной структуры солнечного ветра на магнитосферу Земли. Солнечно-земная физика. 2017. Т. 3, № 4. C. 47–62. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-3420170544.

8. Пархомов В.А., Еселевич В.Г., Еселевич М.В. и др. Магнитосферный отклик на взаимодействие с диамагнитной структурой спорадического солнечного ветра. Солнечно-земная физика. 2021. Т. 7, № 3. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-73202102.

9. Пархомов В.А., Еселевич В.Г., Еселевич М.В. Геоэффективность эруптивного протуберанца. System Analysis & Mathematical Modeling. 2022. Т. 4, № 2. С. 123–151.

10. Сапунова О.В., Бородкова Н.Л., Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И. Поведение ионов Не++ на фронте межпланетной ударной волны. Геомагнетизм и аэрономия. 2020. Т. 60, № 6. С. 720–726. DOI:https://doi.org/10.31857/S0016794020060127.

11. Belian R.D., Gisler G.R., Cayton T.E., Christensen R.A. High-Z energetic particles at geosynchronous orbit during the great solar proton event series of October 1989. J. Geophys. Res. 1992. Vol. 97. P. 16897.

12. Borrini G., Wilcox J.M., Gosling J.T., et al. Solar wind helium and hydrogen structure near the heliospheric current sheet; a signal of coronal streamer at 1 AU. J. Geophys. Res. 1981. Vol. 86. P. 4565.

13. Chen J., Fritz T.A., Sheldon R.B., et al. Cusp energetic particle events: Implications for a major acceleration region of the magnetosphere. J. Geophys. Res. 1998. Vol. 103, iss. A1. P. 69–78. DOI:https://doi.org/10.1029/97JA02246.

14. Dmitriev A.V., Suvorova A.V. Atmospheric effects of magnetosheath jets. Atmosphere. 2023. Vol. 14, no. 45. P. 1–15. DOI:https://doi.org/10.3390/atmos14010045.

15. Echim M.M., Lemaire J.F. Laboratory and numerical simulations of the impulsive penetration mechanism. Space Sci. Rev. 2000. Vol. 92. Р. 566–601.

16. Eselevich M.V., Eselevich V.G. The double structure of the coronal streamer belt. Solar Phys. 2006. Vol. 235, iss. 1-2. P. 331–344.

17. Gosling J.T., Asbridge J.R., Bame S.J., et al. Observation of two distinct population of bow shock ions in the upstream solar wind. Geophys. Res. Lett. 1978. Vol. 5. P. 957–960.

18. Guglielmi A.V., Potapov A.S. Frequency-modulated ultra-low-frequency wave in near-Earth space. Physics-Uspekhi. 2021. Vol. 64, iss. 5. P. 452–467. DOI:https://doi.org/10.3367/UFNe.2020.06.038777.

19. Kangas J., Guglielmi A., Pokhotelov O. Morphology and physics of short-period magnetic pulsations (A review). Space Sci. Rev. 1998. Vol. 83. P. 435–512. DOI:https://doi.org/10.1023/A:100506 3911643.

20. Parkhomov V.А., Borodkova N.L., Eselevich V.G., et al. Solar wind diamagnetic structures as a source of substorm-like disturbances. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018. Vol. 181. P. 55–67. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2018.10.010.

21. Russell C.T., Wang Y.L., Raeder J., et al. The interplanetary shock of September 24, 1998: Arrival to Earth. J. Geophys. Res. 2000. Vol. 105, iss. A11. P. 25143–25154. DOI:https://doi.org/10.1029/2000JA900070.

22. Sapunova O.V., Borodkova N.L., Zastenker G.N., Yermolaev Y.I. Dynamics of He++ ions at interplanetary and Earth’s bow shocks. Universe. 2022. Vol. 8, iss. 10, 516. DOI:https://doi.org/10.3390/universe8100516.

23. Scholer M. Diffusions at quasi-parallel collisionless shocks: simulations. Geophys. Res. Lett. 1990. Vol. 17. P. 1821–1824.

24. Scholer M., Terasawa T. Ion reflection and dissipation at quasiparallel collisionless shocks. Geophys. Res. Lett. 1990. Vol. 17. P. 119–122.

25. Trattner K.J., Scholer M. Diffuse alpha particles upstream of simulated quasi-parallel supercritical collisionless shocks. Geophys. Res. Lett. 1991. Vol. 18, iss. 10. P. 1817–1820.

26. Tsegmed B., Potapov A., Baatar N. Daytime geomagnetic pulsations accompanying sudden impulse of solar wind. Proceedings of the Mongolian Academy of Sciences. 2022. Vol. 62, iss. 02, 242. DOI:https://doi.org/10.5564/pmas.v62i02.2380.

27. Tsurutani B.T., Smith E.J., Anderson R.R., et al. Bame, Lion roars and nonoscillatory drift mirror waves in the magnetosheath. J. Geophys Res. 1982. Vol. 87, iss. A8. 6060. DOI:https://doi.org/10.1029/JA087iA08p06060.

28. Turner J.M., Burlaga L.F., Ness N.F., Lermaire J.F. Magnetic holes in the solar wind. J. Geophys. Res. 1977. Vol. 82, iss. 13. P. 1921–1924.

29. Yermolaev Y.I., Lodkina I.G., Khokhlachev A.A., et al. Drop of solar wind at the end of the 20th century. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2021. Vol. 126, JA029618. DOI: 10.1029/ 2021JA029618.

30. Zhou X.-Y., Tsurutani B.T. Rapid intensification and propagation of the dayside aurora: Large-scale interplanetary pressure pulses (fast shocks). Geophys. Res. Lett. 1999. Vol. 26, iss. 8. P. 1097–1100. DOI:https://doi.org/10.1029/1999GL900173.

31. URL: http://wso.stanford.edu/ (дата обращения 10 апреля 2023 г.).

32. URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056/ (дата обращения 15 марта 2023 г.).

33. URL: https://www.obsebre.es/en/rapid (дата обращения 15 декабря 2022 г.).

34. URL: https://imag-data.bgs.ac.uk/GIN_V1/GINForms2 (дата обращения 12 апреля 2023 г.).

35. URL: https://cdaweb.gsfc.nasa.gov/cdaweb/istp_public/ (дата обращения 12 апреля 2023 г.).

Войти или Создать
* Забыли пароль?