Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
Представлены результаты регистрации аврорального километрового радиоизлучения (АКР) вблизи плазмопаузы на спутнике ERG (Arase). Апогей орбиты спутника находится вблизи плоскости эклиптики на широтах ±30°. Согласно общепринятой точке зрения, в этих областях наблюдение АКР невозможно, поскольку оно экранируется плазмосферой. Одновременные регистрация АКР и измерение локальной плотности плазмы на спутнике ERG (Arase) позволили определить, что АКР в приэкваториальных областях наблюдается в плазменных каналах — неоднородностях плотности плазмы, вытянутых вдоль силовых линий магнитного поля. Излучение от источников, расположенных в авроральной магнитосфере, переносится этими каналами в приэкваториальную область. В работе анализируются условия захвата АКР в каналы с пониженной плотностью плазмы и распространения в них. В приближении геометрической оптики проведено моделирование условий захвата и распространения излучения. Результаты вычислений показывают, что предложенная схема захвата АКР в плазменные каналы может объяснить результаты измерений, свидетельствующие о переносе излучения из авроральной области магнитосферы в приэкваториальную.
авроральное километровое радиоизлучение, захват излучения в канал, плазменные неоднородности, искусственный спутник земли, космический эксперимент, частота верхнего гибридного резонанса
1. Бенедиктов Е.А., Гетманцев Г.Г., Митяков Н.А. и др. Результаты измерений интенсивности радиоизлучения на частотах 725 и 1525 кГц при помощи аппаратуры, установленной на спутнике «ЭЛЕКТРОН-2». Исследования космического пространства / под ред. Г.А. Скудрина. М.: Наука, 1965. С. 581-606.
2. Буринская Т.М., Рош Ж.Л. Волноводный режим циклотронной мазерной неустойчивости в областях плазмы с пониженной плотностью. Физика плазмы. 2007. Т. 33, № 1. С. 28-37.
3. Колпак В.И., Могилевский М.М., Чугунин Д.В. и др. Статистические свойства аврорального километрового радиоизлучения по наблюдениям на спутнике ERG (Arase). Солнечно-земная физика. 2021. Т. 7, № 1. С. 13-20. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-71202102.
4. Ландсберг Г.С. Оптика: учеб. пособие для вузов / 6-е изд., стереот. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 848 с.
5. Могилевский М.М., Романцова Т.В., Ханаш Я. и др. Об источнике аврорального километрового излучения. Письма в ЖЭТФ. 2007. Т. 86, № 11. С. 819-821.
6. Могилевский М.М., Чугунин Д.В., Чернышов А.А. и др. Каналирование аврорального километрового радиоизлучения при геомагнитных возмущениях. Письма в ЖЭТФ. 2022. Т. 115, № 10. С. 636-641. DOI:https://doi.org/10.31857/S1234567822100068.
7. Редерер Х. Динамика радиации, захваченной геомагнитным полем / Пер. с англ. М.: Мир, 1972. C. 192.
8. Чернышов A.A., Чугунин Д.В., Могилевский М.М. Авроральное километровое радиоизлучение как средство диагностики свойств магнитосферы. Письма в ЖЭТФ. 2022а. Т. 115, № 1. С. 28-34. DOI:https://doi.org/10.31857/S1234567822010050.
9. Чернышов А.А., Могилевский М.М., Чугунин Д.В., Колпак В.И. Одновременное наблюдение аврорального километрового радиоизлучения от северных и южных источников. Известия РАН. Серия физическая. 2022б. Т. 86, № 3. С. 370-374. DOI:https://doi.org/10.31857/S0367676522030073.
10. Чугунин Д.В., Чернышов A.A., Моисеенко И.Л. и др. Мониторинг области ускорения электронов при помощи аврорального километрового радиоизлучения. Геомагнетизм и аэрономия. 2020. Т. 60, № 5. С. 538. DOI: 10.31857/ S0016794020040033.
11. Baumjohann W., Treumann R.A. Auroral kilometric radiation - the electron cyclotron maser paradigm. Frontiers in Astronomy and Space Sciences. 2022. Vol. 9, 1053303. DOI:https://doi.org/10.3389/fspas.2022.1053303.
12. Calvert W. Ducted auroral kilometric radiation. Geophys. Res. Lett. 1982. Vol. 9, no. 1. P. 56-59. DOI:https://doi.org/10.1029/GL009 i001p00056.
13. Gurnett D.A. The Earth as a radio source: Terrestrial kilometric radiation. J. Geophys. Res. 1974. Vol. 79, no. 28. P. 4227-4238. DOI:https://doi.org/10.1029/JA079i028p04227.
14. Hanasz J., Panchenko M., De Feraudy H., et al. Occurrence distributions of the auroral kilometric radiation ordinary and extraordinary wave modes. J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108, no. A11, 1408 p. DOI:https://doi.org/10.1029/2002JA009579.
15. Kasahara Y., Kasaba Y., Kojima H., et al. The Plasma Wave Experiment (PWE) on board the Arase (ERG) satellite. Earth, Planets and Space. 2018. Vol. 70, 86 p. DOI:https://doi.org/10.1186/s40623-018-0842-4.
16. Kumamoto A., Tsuchiya F., Kasahara Y., et al. High Frequency Analyzer (HFA) of Plasma Wave Experiment (PWE) onboard the Arase spacecraft. Earth, Planets and Space. 2018. Vol. 70, 82 p. DOI: 10.1186/ s40623-018-0854-0.
17. Kurth W.S., Baumback M.M., Gurnett D.A. Direction-finding measurements of auroral kilometric radiation. J. Geophys. Res. 1975. Vol. 80, no. 19. P. 2764.
18. Louarn P., Le Quéau D. Generation of the auroral kilometric radiation in plasma cavities. II. The cyclotron maser instability in small size sources. Planet. Space Sci. 1996. Vol. 44, no. 3. P. 211-224. DOI:https://doi.org/10.1016/0032-0633(95)00122-0.
19. Miyoshi Y., Shinohara I., Takashima T., et al. Geospace Exploration Project ERG. Earth, Planets and Space. 2018a. Vol. 70, 155. DOI:https://doi.org/10.1186/s40623-018-0862-0.
20. Miyoshi Y., Hori T., Shoji M., et al. The ERG Science Center. Earth, Planets and Space. 2018b. Vol. 70, 96. DOI:https://doi.org/10.1186/s40623-018-0867-8.
21. Nagai T., Mauk B., Santolik O., et al. Special issue “Geospace exploration by the ERG mission”. Earth, Planets and Space. 2018. Vol. 70. 155. DOI:https://doi.org/10.1186/s40623-018-0926-1.
22. Wu C.S. The cyclotron maser theory of AKR and Z-mode radiation. CNES Results of the ARCAD 3 Project and of Recent Programs in Magnetospheric and Ionospheric Physics. 1985. P. 559-570.
23. Wu C.S., Lee L.C. A theory of the terrestrial kilometric radiation. Astrophys. J. 1979. Vol. 230. P. 621-626.
24. Xiao F., Tang J., Zhang S., et al. Asymmetric distributions of auroral kilometric radiation in Earth’s Northern and Southern hemispheres observed by the Arase satellite. Geophys. Res. Lett. 2022. Vol. 49, no. 13, e2022GL099571. DOI: 10.1029/ 2022GL099571.
25. Zhao W., Liu S., Zhang S., et al. Global occurrences of auroral kilometric radiation related to suprathermal electrons in radiation belts. Geophys. Res. Lett. 2019. Vol. 46, no. 10. P. 7230-7236. DOI:https://doi.org/10.1029/2019GL083944.
26. URL: https://ergsc.isee.nagoya-u.ac.jp/ (дата обращения 12 сентября 2023 г.).
