Холловская МГД модель «флэппинг» колебаний токового слоя магнитосферного хвоста

Еркаев Н.В.1, Семенов В.С.2, Бирнат Х.К.3, Рабецкая О.И.4, Мезенцев А.В.4
  1. Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск, Россия
  2. Санкт-Петербургский государственный университет, С.-Петербург, Россия
  3. Институт космических исследований, г. Грац, Австрия
  4. Сибирский федеральный университет, г. Красноярск, Россия

Разработана холловская МГД модель «флэппинг» колебаний токового слоя магнитосферного хвоста при

наличии малой нормальной компоненты магнитного поля, изменяющейся вдоль слоя. В рассматриваемой

модели начальный невозмущенный токовый слой характеризуется заданным одномерным профилем

тангенциальной компоненты магнитного поля типа Харриса. Градиент невозмущенной нормальной

компоненты магнитного поля направлен к Земле. Для линейных колебаний токового слоя получена

дисперсионная зависимость собственной частоты от волнового вектора для несимметричной и

симметричной мод.
С использованием найденной дисперсионной функции были выполнены расчеты распространения волновых

возмущений, инициированных локализованным в центре слоя движущимся источником. В рамках холловской

МГД модели собственная частота флэппинг колебаний зависит о направления распространения волны по

отношению к вектору тока: она выше для волны, бегущей в направлении тока (в сторону вечернего фланга),

и ниже для противоположно бегущей волны (в сторону утреннего фланга) по сравнению с результатом

идеальной МГД модели. Эта асимметрия распространения колебаний относительно направлений «утро-вечер»

появляется вследствие эффектов Холла и выражена тем сильнее, чем тоньше токовый слой. Она связана с

эффектом Допплера, обусловленным токовой скоростью протонов.