Пондеромоторное возмущение скорости солнечного ветра перед фронтами ударных волн

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Рұқсат ақылы немесе тек жазылушылар үшін

Аннотация

Теоретически исследовано возмущение скорости солнечного ветра перед фронтами ударных волн. Показано, что перед фронтом околоземной ударной волны происходит небольшое, но вполне обнаружимое замедление скорости в системе отсчета, связанной с Землей. К возмущению приводит действие пондеромоторной силы Абрахама. Сила Абрахама возникает в результате возбуждения в области форшока быстрых магнитозвуковых волн. Теоретическая оценка замедления на ~10 км/с скорости солнечного ветра согласуется с данными измерений скорости направленного потока плазмы на космических аппаратах в форшоке околоземной ударной волны. Для межпланетных форшоков, имеющих структуру, аналогичную околоземному форшоку, использование теоремы о сложении скоростей позволяет предсказать не замедление, а ускорение солнечного ветра перед межпланетными ударными фронтами в системе отсчета, связанной с Землей. Основной вывод состоит в том, что теория пондеромоторной модификации плазмы представляет несомненный интерес для интерпретации измерений in situ в межпланетной среде.

Авторлар туралы

A. Gulelmi

Institute of Physics of the Earth named after O. Yu. Schmidt RAS

Moscow, Russia

A. Potapov

Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS

Email: potapov@iszf.irk.ru
Irkutsk, Russia

F. Feigin

Institute of Physics of the Earth named after O. Yu. Schmidt RAS

Moscow, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Альвен Х. Космическая электродинамика. М.: ИЛ, 1952. 290 с.
  2. Гинзбург В.Л. Теоретическая физика и астрофизика. М.: Наука, 1975. 416 с.
  3. Гульельми А.В. МГД-волны в околоземной плазме. М.: Наука, 1979. 139 с.
  4. Гульельми А.В. Пондеромоторные силы в коре и в магнитосфере Земли // Физ. Земли. 1992. № 7. С. 35–40.
  5. Гульельми А.В., Фейгин Ф.З. Воздействие пондеромоторных сил на магнитосферу Земли // Физ. Земли. 2018. № 5. C. 53–60. https://doi.org/10.1134/S1069351318050075
  6. Гульельми А.В., Фейгин Ф.З., Потапов А.С. О пондеромоторном перераспределении тяжелых ионов вдоль линии магнитного поля // Солнечно-земная физика. 2024. Т. 10. № 4. С. 17–21. https://doi.org/10.12737/szf-104202402
  7. Кадомцев Б.Б. Коллективные явления в плазме. М.: Наука, 1976. 238 с.
  8. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика. М.: Наука, 1965. 204 с.
  9. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М.: Наука, 1988. 512 с.
  10. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Физматлит, 2003. 656 с.
  11. Потапов А.С. Возбуждение геомагнитных пульсаций типа Рс3 перед фронтом околоземной ударной волны пучком отраженных протонов // Исслед. по геомагнетизму, аэрономии и физ. Солнца. 1974. Вып. 34. С. 3–12.
  12. Стародубцев С.А., Шадрина Л.П. МГД-волны в области предфронта межпланетных ударных волн 6 и 7 сентября 2017 г. // Солнечно-земная физика. 2024. Т. 10. № 3. С. 53–61. https://doi.org/10.12737/szf103202406
  13. Amata E., Formisano V. Energization of positive ions in the cometary foreshock region // Planet. and Space Sci. 1985. V. 33. № 11. P. 1243–1250.
  14. Asbridge J.R., Bame S.J., Strong I.B. Outward flow of protons from the Earth's bow shock // J. Geophys. Res. 1968. V. 73. P. 5777–5782.
  15. Bame S.J., Asbridge J.R., Feldman W.C., Gosling J.T., Paschmann G., Skopke N. Deceleration of the solar wind upstream from the Earth's bow shock and the origin of diffuse upstream ions // J. Geophys. Res. 1980. V. 85. № A6. P. 2981–2990.
  16. Bonifazi C., Moreno G., Russell C.T., Lazarus A.J., Sullivan J.D. Solar wind deceleration and MHD turbulence in the Earth's foreshock region: ISEE1 and 2 and IMP 8 observations // J. Geophys. Res. 1983. V. 88. № A3. P. 2029–2038.
  17. Fairfield D.H. Bow shock associated waves observed in the far upstream interplanetary medium // J. Geophys. Res. 1969. V. 74. № 14. P. 3541–3553.
  18. Fu Hui-Shan, Cao Jin-Bin, Zhang Tie-Long, Reme H., Lucek E. Statistical study of the solar wind deceleration in the Earth's foreshock region // Chinese J. Geophys. 2009. V. 52. P. 361–368. https://doi.org/10.1002/cjg2.1356
  19. Greenstadt E.W., Green I.M., Inouye G.T., Hundhausen A.J., Bame S.J., Strong I.B. Correlated magnetic field and plasma observations of the Earth's bow shock // J. Geophys. Res. 1968. V. 73. P. 51–60.
  20. Hoppe M.M., Russell C.T., Frank L.A., Eastman T.E., Greenstadt E.W. Upstream hydromagnetic waves and their association with backstreaming ion populations – ISEE1 and 2 observations // J. Geophys. Res. 1981. V. 86. P. 4471–4492.
  21. Popel S.I., Vladimirov S.V., Tsytovich V.N. Theory of modulational interactions in plasmas in the presence of an external magnetic field // Phys. Rep. C. 1995. V. 259. № 6. P. 327–405.
  22. Russell C.T., Hoppe M.M. Upstream waves and particles // Space Sci. Rev. 1983. V. 34. № 2. P. 155–172.
  23. Urbář J., Němeček Z., Šafránková J., Přech L. Solar wind proton deceleration in front of the terrestrial bow shock // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2019. V. 124. № 8. P. 6553–6565. https://doi.org/10.1029/2019JA026734
  24. Vladimirov S.V., Tsytovich V.N., Popel S.I., Khakimov F.Kh. Modulational Interactions in Plasmas. Dordrecht-Boston-London: Kluwer Acad. Publ., 1995. 539 p.
  25. Washimi H., Karpman V.I. The ponderomotive force of a high-frequency electromagnetic field in a dispersive medium // Sov. Phys. JETP. 1976. V. 44. P. 528–531.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025