Капусто А.А.

Динамика потоков частиц горячей плазмы на низких орбитах в зависимости от
мощности бури
Капусто А.А.1, Власова Н.А.2 , Калегаев В.В.3 , Назарков И.С.4
1- Студент, 2 - Старший научный сотрудник, к.ф.-м.н., 3 - Заведующий отделом,
д.ф.-м.н., 4 - аспирант
1-МГУ имени М.В. Ломоносова, физический факультет, Москва, Россия
2, 3, 4 - НИИЯФ МГУ, Москва, Россия
E-mail: nutka9876@mail.ru
Одним из открытых вопросов солнечно-земной физики является динамика токовых
систем при геомагнитных возмущениях. Основной вклад в регулярное магнитное поле
дает кольцевой ток, токи геомагнитного хвоста и ток на магнитопаузе; они создают
приблизительно однородное магнитное поле в сердцевине магнитосферы. Во время
геомагнитных возмущений, в частности, на главной фазе магнитных бурь,
регистрируется отрицательное отклонение Dst-вариации: депрессия геомагнитного поля.
Это явление связано с развитием «буревых» токовых систем в магнитосфере: кольцевого
тока и тока хвоста. Спутниковые измерения потоков частиц на низких орбитах и в
магнитосфере позволяют исследовать динамику магнитосферных токовых систем. В
приполярных областях на низких орбитах наблюдаются изотропные потоки, в то время
как на более низких широтах преобладают захваченные геомагнитным полем частицы.
Потоки захваченных геомагнитным полем протонов с энергиями 1-300 кэВ
регистрируются также в приэкваториальной области 2-6 Re от центра Земли и
характеризуют интенсивность кольцевого тока. Энергичные нейтральные атомы (ЭНА),
формирующиеся при взаимодействии протонов кольцевого тока с нейтралами
экзосферы, движутся, в том числе, и к Земле, где ионизуются заряженными частицами
плазмосферы и регистрируются в приэкваториальной области детекторами частиц
низковысотных космических аппаратов. Эта популяция частиц является образом
кольцевого тока, а вариации потоков этих частиц могут служить для описания динамики
кольцевого тока во время геомагнитных возмущений.
В настоящей работе, на основе данных измерений солнечно-синхронных ИСЗ POES
исследована динамика потоков частиц горячей плазмы из диапазона энергий кольцевого
тока в приэкваториальной области на низких высотах во время магнитных бурь разной
интенсивности. Целью работы является исследование зависимости Dst-вариации в
максимуме бури от величин потоков захваченных протонов с энергиями 30 - 80 КэВ,
регистрируемых в приэкваториальной области в ночном секторе магнитосферы.
Рассматривается зависимость вариаций потоков частиц от параметров межпланетного
магнитного поля и солнечного ветра для изучения их
влияния на состояние
магнитосферы. Проведено сопоставление зависимости максимальных потоков
захваченных частиц от мощности бури с полученной ранее зависимостью вклада
кольцевого тока в магнитное поле на поверхности Земли от максимальной вариации Dst.
Литература
1. Sergeev V., Malkov M., Mursula K. «Testing the isotropic boundary algorithm method
to evaluate the magnetic field configuration in the tail» // J. Geophys. Res. 1993. V. 98.
№ A5. P. 7609–7620. doi:10.1029/92JA02587.
2. Søraas F., Aarsnes K., Oksavik K., Evans D.S. «Ring current intensity estimated from
low-altitude proton observations» // J. Geophys. Res. 2002. V.107. № A7. P. 1149–
1859. doi:10.1029/2001JA000123, 2002.
3. Н. А. Власова, В. В. Калегаев «Динамика потоков протонов с энергией 30–80 кэВ
во время геомагнитны бурь 21–22.I.2005 И 14–15.XII.2006 по данным
низковысотных спутников». Космические исследования, 2014, том 52, № 6, с. 1–
10
4. В.В. Калегаев, Н.А. Власова, Ж. Пенг, Динамика магнитосферы во время
геомагнитных бурь 21-22.I.2005 и 14-15.XII.2006, Космические исследования,
2015, Т.53, №2, С.105-117, DOI: 10.7868/S002342061502003X
5. Калегаев В. В., Е. В. Макаренков Динамика магнитосферных токовых систем во
время магнитных бурь разной интенсивности, Геомагнетизм и аэpономия. Т. 46,
N 5, pp. 604-613, 2006.