Формирование магнитосферы в трехмерном кинетическом описании потоком плазмы солнечного ветра, характеризуемым формой функции распределения частиц. Новые параметры взаимодействия и новые пространственные масштабы

  1. Институт прикладной физики РАН, Россия

   Классическая задача формирования "внешней" части магнитосферы потоком
   плазмы солнечного ветра, включая эффект формирования "хвоста" и обратный к
   нему эффект "диполизации", рассмотрена нами в трехмерном крупномасштабном
   кинетическом приближении на основе самосогласованных решений уравнений
   Власова и Максвелла. "Внутренняя" часть магнитосферы является заданным
   источником распределенной намагниченности с магнитодипольным и
   тороидальным моментами. Заданный извне поток горячей бесстолкновительной
   плазмы - солнечный ветер (СВ), характеризуется функцией распределения
   частиц (ФРЧ) по скоростям произвольной формы. В концепции Чепмена поток
   является незамагниченной плазмой и процесс формирования магнитосферы
   связан с возбуждением индукционных электромагнитных (э.м.) полей на основе
   широкополосного черенковского резонанса полей источника намагниченности с
   частицами потока в режиме непрозрачности и поглощения. При этом поля
   источника намагниченности скинируются резистивными и диамагнитными токами.
   Соответственно, выделяются резистивный масштаб аномального скинирования,
   связанный с ускорением частиц индукционным электрическими полями, что
   обеспечивает диссипацию и эффект магнитного пересоединения, и выделяется
   диамагнитный масштаб скинирования, связанный с действием магнитных полей
   на частицу. Отношение диамагнитных и резистивных токов в магнитосфере
   характеризуется вводимым электромагнитным параметром G добротности потока,
   который зависит только от формы функции распределения потока СВ. Э.м.
   параметр G определяет э.м. "космическую погоду" в СВ и перестройку
   магнитосферы в диполизовнное состояние и обратно, в состояние с хвостом.
   Акустическое число Маха M определяет сжимаемость СВ потока и формирование
   ударной волны. В концепции Данжи поток замагничен внешним магнитным (ВМ)
   полем. Ситуация становится более сложной, плазма МГД прозрачна в широкой
   полосе, что приводит к формированию поля э.м. излучения магнитосферы,
   распределенном эффектами дисперсии волн в альвеновском конусе. При этом,
   безизлучательный процесс формирования хвоста и диполизации магнитосферы
   теперь связан с процессами узкополосного ионного циклотронного аномального
   скинирования полей циркулярной поляризации, составляющих спектр источника.
   Для данного процесса получены иные масштабы и безразмерные параметры,
   определяемые с учетом ВМ поля.
   (http://www.vniitf.ru/images/zst/2012/s3/3-13.pdf).