Москва, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, Россия
Проанализированы спектры колебаний значений потока плазмы солнечного ветра и модуля магнитного поля вблизи фронта быстрой обратной ударной волны по данным БМСВ (Быстрый монитор солнечного ветра) на борту спутника СПЕКТР-Р. Временное разрешение прибора позволило изучить колебания потока плазмы вплоть до частоты 16 Гц. Данные по магнитному полю были взяты в основном из базы спутника WIND, для которого частота исследуемых колебаний составляла до 5.5 Гц. Показано, что наклон спектров колебаний потока солнечного ветра на МГД-масштабах близок к наклону спектра флуктуаций магнитного поля в возмущенной области. На кинетических масштабах различие может быть значительным. Для области перед фронтом разница наклона спектра может быть достаточно велика как в МГД, так и в кинетической области. Частота излома спектра потока лежит в диапазоне 0.6–1.3 Гц, что соответствует инерционной длине протона. Однако в ряде событий форма спектра указывает на влияние частоты, соотносящейся с гирорадиусом протона, 0.05–0.15 Гц. Излом спектра мощности флуктуаций магнитного поля также чаще лежит в области 0.7–1.2 Гц. При этом наклон МГД-части спектра меняется мало, однако в кинетической части несколько возрастает при переходе к возмущенной области.
солнечный ветер, межпланетные ударные волны, флуктуации
1. Bruno R., Carbone V. The solar wind as a turbulence laboratory. Living Rev. Solar Phys. 2013. Vol. 10, no. 2. DOI: 10.12942/ lrsp-2013-2.
2. Howes G.G., Cowley S.C., Dorland W., et al. A model of turbulence in magnetized plasmas: Implications for the dissipation range in the solar wind. Geophys. Res. 2008. Vol. 113. DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.0707.3147.
3. Kolmogorov A.N. A refinement of previous hypotheses concerning the local structure of turbulence in a viscous incompressible fluid at high Reynolds number. J. Fluid Mech. 1962. Vol. 13. Р. 82–85. DOI:https://doi.org/10.1017/S0022112062000518.
4. Leamon R.J., Matthaeus W.H., Smith C.W., et al. MHD-driven kinetic dissipation in the solar wind and corona. Astrophys. J. 2000. Vol. 537, no. 2. P. 1054–1062. DOI: 10.1086/ 309059.
5. Matthaeus W.H., Weygand J.M., Dasso S. Ensemble space-time correlation of plasma turbulence in the solar wind. Phys. Rev. Lett. 2016. Vol. 116, 245101. DOI: 10.1103/ PhysRevLett.116.245101.
6. Oliveira D.M. Magnetohydrodynamic shocks in the interplanetary space: A theoretical review. Braz. J Phys. 2017. Vol. 47. P. 81–95. DOI:https://doi.org/10.1007/s13538-016-0472-x.
7. Park B., Pitňa A., Šafránková J., et al. Change of spectral properties of magnetic field fluctuations across different types of interplanetary shocks. Astrophys. J. Lett. 2023. Vol. 954, no. 2. DOI:https://doi.org/10.3847/2041-8213/acf4ff.
8. Pitňa A., Šafránková J., Němeček Z., et al. Turbulence upstream and downstream of interplanetary shocks. Front. Phys. 2021. Vol. 8, no. 626768. DOI:https://doi.org/10.3389/fphy.2020.626768.
9. Rakhmanova L.S., Riazantseva M.O., Borodkova N.L., et al. Impact of interplanetary shock on parameters of plasma turbulence in the Earth’s magnetosheath. Geomagnetism and Aeronomy. 2017. Vol. 57, no. 6. P. 664–671. DOI:https://doi.org/10.1134/S00 16793217060093.
10. Šafránková J., Němeček Z., Přech L., et al. Fast solar wind monitor (BMSW): Description and first results. Space Sci. Rev. 2013. Vol. 175 (1-4). P. 165–182. DOI:https://doi.org/10.1007/s11214-013-9979-4.
11. Šafránková J., Němeček Z., Němeс F., et al. Solar wind density spectra around the ion spectral break. Astrophys. J. 2015. Vol. 803. P. 107. DOI:https://doi.org/10.1088/0004-637X/803/2/107.
12. Šafránková J., Němeček Z., Němeс F., et al. Power spectral density of fluctuations of bulk and thermal speeds in the solar wind. Astrophys. J. 2016. Vol. 825. P. 121. DOI: 10.3847/ 0004-637X/825/2/121.
13. Sapunova O.V., Borodkova N.L., Yermolaev Yu.I., Zastenker G.N. Spectra of fluctuations of solar wind plasma parameters near a shock wave. Cosmic Res. 2024. Vol. 62, no.1. P. 1–9. DOI:https://doi.org/10.1134/S0010952523700843.
14. Schekochihin A.A., Cowley S.C., Dorland W., et al. Astrophysical gyrokinetics: Kinetic and fluid turbulent cascades in magnetized weakly collisional plasmas. Astrophys. J. Suppl. Ser. 2009. Vol. 182, no. 1. P. 310–377. DOI:https://doi.org/10.1088/0067-0049/182/1/310.
15. Smith C.W., Mullan D.J., Ness N.F., et al. Day the solar wind almost disappeared: Magnetic field fluctuations, wave refraction and dissipation. Geophys. Res. 2001. Vol. 106. P. 18625–18634. DOI:https://doi.org/10.1029/2001JA000022.
16. Zastenker G.N., Safrankova J., Nemecek Z., et al. Fast measurements of parameters of the solar wind using the BMSW instrument. Cosmic Res. 2013. Vol. 51. P. 78. DOI: 10.1134/ S0010952513020081.
17. Zhao L.-L., Zank G.P., He J.S., et al. Turbulence and wave transmission at an ICME-driven shock observed by the Solar Orbiter and Wind. Astron. and Astrophys. 2021. Vol. 656, no. A3. DOI: 10.1051/ 0004-6361/202140450.
