Токовые слои в магнитосферных хвостах Земли и Венеры

  1. Институт космических исследований РАН, Россия
  2. Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына, Россия
  3. Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Россия

   Магнитосферный хвост Земли, область на ночной стороне с силовыми линиями,
   вытянутыми в направлении Солнце-Земля, возникает в результате
   взаимодействия дипольного поля Земли и потока солнечного ветра. Венера же
   не обладает собственным магнитным полем. Механизм образования
   магнитосферного хвоста Венеры аналогичен механизму, предложенному
   Альфвеном для образования магнитосферных хвостов комет. Именно,
   магнитосферный хвост Венеры образован силовыми трубками солнечного ветра,
   которые нагружены ионосферными ионами (в основном O+). Несмотря на
   отличие механизмов образования хвостов Земли и Венеры, топологии
   магнитосферных хвостов во многом схожи. В обоих случаях речь идет о
   плазменных конфигурациях с геометрией силовых линий, напоминающих
   растянутую рогатку (''slignshot'' geometry).
   Ключевым элементов магнитосферного хвоста является токовый слой (ТС).
   Равновесная структура и неустойчивости ТС определяют во многом динамику
   магнитосферного хвоста. Данные многоспутниковой миссии Cluster и миссии
   Venus Express позволили получить информацию о равновесной структуре ТС в
   хвостах Земли и Венеры. Оказывается, что ТС в хвостах Земли и Венеры имеют
   схожую структуру. Равновесная структура этих ТС может быть описана в
   рамках многокомпонентной модели анизотропного токового слоя (ATC). В
   модели АТС ионы (протоны и ионы кислорода) описываются в
   квазиадиабатическом приближении, а электроны в рамках МГД. Модель ATC
   позволяет объяснить многие наблюдаемые характеристики ТС: толщина ТС,
   многомасштабная структура, вложенность, бифурцированность, устойчивость
   ТС.
   Хотя структура ТС в хвостах Земли и Венеры схожа в поперечном направлении,
   структура магнитосферных хвостов в направлении Солнце-Планета все же
   отлична. В частности характерная длина магнитосферного хвоста Земли
   (~ 100 ÷ 200 RE ) определяется процессом пересоединения на
   дневной магнитопаузе и конвекцией разомкнутых силовых линий на ночную
   сторону. В случае Венеры длина хвоста (~ 40 RV) и структура
   хвоста в направлении Солнце-Венера определяется эффектом ''магнитной
   рогатки'' - магнитное натяжение нагруженной силовой трубки приводит к
   эволюции вытянутых силовых линий и их постепенному распрямлению.