Динамическое взаимодействие потока плазмы с горячим погранслоем геомагнитной ловушки
С. П. Савин, Л. М. Зеленый, Э. Амата+, Й. Бюхнер*, Я. Бленцки , С. И. Климов, Б. Никутовски*, Ж. Л. Рош , С. А. Романов, А. А. Скальский, В. Н. Смирнов, П. Сонг∇, К. Стасевич
Институт космических исследований РАН, 117997 Москва, Россия +Interplanetary Space Phys. Institute, CNR, 00133 Roma, Italy *Max-Planck Inst. Aeronomie, 37191 Katlenburg-Lindau, Germany Space Res. Center, 00716 Warsaw, Poland Lab Phys. Chemistry. Environment, 30037 Orleans, France ∇University of Massachusetts, 01854 Lowell, USA
PACS: 52.35.Ra, 94.30.-d
Abstract
При исследовании взаимодействия потока бесстолкновительной плазмы
с покоящейся плазмой на границе геомагнитной ловушки обнаружен внешний
пограничный слой с переходом сверхальфвеновского дозвукового ламинарного
потока к динамическому режиму, в котором образуются ускоренные
магнитозвуковые струи и замедленные альфвеновские течения с характерным
временем релаксации 10-20 мин. Нелинейное взаимодействие флуктуаций в
исходном потоке с волнами, отраженными от препятствия, объясняет наблюдаемую
хаотизацию потока. Черенковский резонанс магнитозвуковой струи с биениями
колебаний погранслоя и набегающего потока является вероятным механизмом ее
образования. В системе отсчета потока вновь прибывающие частицы ускоряются
электрическими полями на границе погранслоя, самосогласованно возникшими в
результате предыдущих взаимодействий волна-частица; причем инерциальный
дрейф набегающих ионов в нарастающем в сторону границы поперечном
электрическом поле количественно объясняет их наблюдаемое ускорение.
Магнитозвуковые струи могут уносить вниз по потоку до половины импульса
невозмущенного потока, их динамическое давление на порядок превосходит
давление магнитного поля на границе препятствия. Появление неравновесных
струй и флуктуации погранслоя синхронизованы магнитозвуковыми колебаниями
набегающего потока на 1-2 мГц.
|