Физика

Ученые определили источник низкочастотных колебаний в дневной магнитосфере Земли

tookapic/Pixabay

Ученые из НИИ ядерной физики имени Д.В. Скобельцына МГУ показали, что быстрые и плотные потоки плазмы, так называемые плазменные джеты, способны активно проникать в дневную магнитосферу Земли и вызывать низкочастотные геомагнитные пульсации. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research.

«Нами показано, что потоки плазмы в переходном слое магнитосферы, т.н. плазменные джеты, способны активно взаимодействовать с границей магнитосферы, магнитопаузой, что приводит к эффективному проникновению плазмы солнечного ветра в дневную магнитосферу (обращенную к Солнцу часть магнитосферы) и образованию в ней геомагнитных пульсаций с периодом несколько минут. Определен средний поток проникающей через магнитопаузу плазмы ~1029 частиц в день, который сильно варьирует во времени и может достигать значений ~1,5*1029 частиц в час», — рассказывает Алексей Дмитриев, старший научный сотрудник НИИ ядерной физики имени Д.В. Скобельцына МГУ.

Главный вывод заключается в том, что наблюдаемые плазменные джеты в переходном слое являются важным источником плазмы и нерегулярных низкочастотных геомагнитных пульсаций в дневной магнитосфере.

В работе приведен анализ экспериментальных данных по плазме и магнитному полю, полученных на пяти спутниках миссии THEMIS. Было обнаружено более 600 джетов за период 2007–2009 гг. Полученная статистика позволила ученым провести анализ механизмов проникновения плазмы и определить ее поток через дневную магнитопаузу. Обнаружено, что проникновение контролируется механизмом импульсной инжекции и эффектом конечного ларморовского радиуса частиц.

«Проблема проникновения горячей плазмы солнечного ветра внутрь магнитосферы является основной в формировании радиационных поясов Земли и генерации геомагнитных бурь и суббурь. Мы показали, что магнитосфера может эффективно питаться горячей плазмой через джеты даже в спокойных условиях. Это дает новое понимание взаимодействия магнитосферы Земли с солнечным ветром. Кроме того, наша работа открывает новые перспективы в исследованиях спокойного солнечного ветра, в частности, межпланетных разрывов и их роли в «спокойных» вариациях магнитосферы и ионосферы», — заключает ученый.