Пондеромоторное возмущение скорости солнечного ветра перед фронтами ударных волн

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

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.

Sobre autores

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

Bibliografia

  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.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025