Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1...
DESCRIPTION
Происхождение двух типов распределений ионов по скоростям при высокоширотном пересоединении. Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1 , Койнаш Г.В. 1 , Аванов Л.А. 2 1 Институт космических исследований РАН 2 INNOVIM/NASA Goddard Space Flight Center, USA - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1 , Койнаш Г.В. 1 , Аванов Л.А. 2](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042703/5681538b550346895dc18eba/html5/thumbnails/1.jpg)
Вайсберг О.Л.1, Артемьев А.1, Малова Х.В.1, Зеленый Л.М.1, Койнаш Г.В. 1, Аванов Л.А.2 1 Институт космических исследований РАН2 INNOVIM/NASA Goddard Space Flight Center, USA
Мы рассматриваем происхождение быстрого ионного компонента в обтекающем потоке при высокоширотном пересоединении, вклад в который может вносить прошедший магнитосферный компонент и отраженные от токового слоя ионы обтекающего потока.
Использование диаграммы Каули позволяет с известной точностью получить продольные скорости этих компонентов в обтекающем потоке, но не позволяет получить их концентрацию и температуру. Моделирование отражения ионов обтекающего потока и прохождения магнитосферных ионов удовлетворительно воспроизводит эти компоненты.
Происхождение двух типов распределений ионов по скоростям при высокоширотном
пересоединении.
![Page 2: Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1 , Койнаш Г.В. 1 , Аванов Л.А. 2](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042703/5681538b550346895dc18eba/html5/thumbnails/2.jpg)
Наблюдения на Интерболе при северном ММП
Запаздывание между измерениями на WIND на расстоянии 178.5 RE от Земли и
Интерболом на XEGSE ~ 23 RE было ~54 мин.
МГД модель [Raeder et al., 2000] события и положение Интербола во время наблюдения явлений пересоединения.
7-часовой период наблюдений – спектры время – энергия и параметры потока и магнитного поля.
![Page 3: Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1 , Койнаш Г.В. 1 , Аванов Л.А. 2](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042703/5681538b550346895dc18eba/html5/thumbnails/3.jpg)
Многократные последовательные пересечения магнитопаузы
Спектры время-скорость ионов в локальной магнитной системе координат.
Сверху вниз:
-скорости параллельные магнитному полю
-скорости, перпендикулярные магнитному полю
-концентрация
- три компонента и модуль магнитного поля
![Page 4: Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1 , Койнаш Г.В. 1 , Аванов Л.А. 2](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042703/5681538b550346895dc18eba/html5/thumbnails/4.jpg)
Три последовательных функции распределения ионов
![Page 5: Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1 , Койнаш Г.В. 1 , Аванов Л.А. 2](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042703/5681538b550346895dc18eba/html5/thumbnails/5.jpg)
Отраженные ионы
Диаграмма Каули [1982]
V║ отраженных ионов переходной области = скорость приближения петли {VdHT(Bsh) – Vsh(Bsh)} + скорость, приобретенная при отражении VdHT(Bsh) = 2 VdHT(Bsh) - Vsh(Bsh).
Тогда вычисленная скорость V║ отраженного компонента составляет 210 км/с + 130 км/с = 315 км/с. Вычисленная V║из измерений составляет 385 км/с.
![Page 6: Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1 , Койнаш Г.В. 1 , Аванов Л.А. 2](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042703/5681538b550346895dc18eba/html5/thumbnails/6.jpg)
Прошедший магнитосферный компонент
Диаграмма Каули для прошедшего магнитосферного компонента
V║ прошедших магнитосферных ионов = скорость приближения петли {VdHT(msph) -Vmsph(Bmsph)} + скорость, приобретенная при отражении VdHT(Bsh) = VdHT(Bsh) + VdHT(msph) - Vmsph(Bmsph). Тогда вычисленная скорость V║ прошедшего компонента составляет = 502 км/с. Вычисленная V║из измерений составляет 520 км/ с
![Page 7: Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1 , Койнаш Г.В. 1 , Аванов Л.А. 2](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042703/5681538b550346895dc18eba/html5/thumbnails/7.jpg)
Сечения функции распределения ионов, перпендикулярные магнитному полю
![Page 8: Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1 , Койнаш Г.В. 1 , Аванов Л.А. 2](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042703/5681538b550346895dc18eba/html5/thumbnails/8.jpg)
Геометрия системы
z
x
1 0
0
0
tanh
cosh
x
z n
y y
B B B z L
B b B
B B z L
y
Ey
Входящий поток частиц Поток отражённых частиц
Поток частиц, прошедших сквозь магнетопаузу с обратной стороны
Компоненты магнитного поля, как функции координаты
![Page 9: Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1 , Койнаш Г.В. 1 , Аванов Л.А. 2](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042703/5681538b550346895dc18eba/html5/thumbnails/9.jpg)
Траектории частицТраектории отражённой частицы и частицы, прошедшей сквозь магнетопаузу с обратной стороны
Частица, проходящая магнетопаузу насквозь, набирает больше энергии чем отражённая частица – эффект присутствия поля By
![Page 10: Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1 , Койнаш Г.В. 1 , Аванов Л.А. 2](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042703/5681538b550346895dc18eba/html5/thumbnails/10.jpg)
Коэффициент отражения
1 0
0
0
tanh
cosh
x
z n
y y
B B B z L
B b B
B B z L
Для наблюдаемых значений поля By полученное в моделировании отношение плотности входящих и отражённых частиц примерно десять к одному-двум.
График зависимости коэффициента отражения от амплитуды магнитного поля By для симметричного (крестики) и асимметричного (кружочки) токовых слоёв.
![Page 11: Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1 , Койнаш Г.В. 1 , Аванов Л.А. 2](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042703/5681538b550346895dc18eba/html5/thumbnails/11.jpg)
Результаты моделирования
Входящий поток частиц
Поток отражённых частиц
Поток частиц, прошедших сквозь магнетопаузу с обратной стороны
![Page 12: Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1 , Койнаш Г.В. 1 , Аванов Л.А. 2](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042703/5681538b550346895dc18eba/html5/thumbnails/12.jpg)
Одномерная функция распределения
Входящий поток частиц
Поток отражённых частиц
Поток частиц, прошедших сквозь магнетопаузу с обратной стороны
N=600000
суммарное распределение
Два наблюдаемых максимума и «пологое» спадание на больших скоростях
![Page 13: Вайсберг О.Л. 1 , Артемьев А. 1 , Малова Х.В. 1 , Зеленый Л.М. 1 , Койнаш Г.В. 1 , Аванов Л.А. 2](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042703/5681538b550346895dc18eba/html5/thumbnails/13.jpg)
Заключение• В обтекающем потоке в силовых трубках, пересоединенных с магнитосферным полем,
наблюдается ускоренный компонент.
• Скорость и форма этого компонента изменчивы, причем, разделить эти два компонента не всегда возможно.
• Основными кандидатами является отраженный от токового слоя компонент и прошедший магнитосферный компонент.
• Использование диаграммы Каули оценить скорость этих компонентов.
• Концентрация вторичных компонентов не оценивается в этой модели
• Численное моделирование отражения ионов от токового слоя и прошедших через токовый слой магнитосферных ионов в конкретной магнитной конфигурации показывает возможность разделения этих двух населений и получить оценку их концентраций.