Якутск, Россия
Сообщается об изучении динамических изменений турбулентной составляющей ММП от спокойного периода 7 мая 2024 г. до момента прихода межпланетной ударной волны (МУВ) во второй половине 10 мая 2024 г. Для достижения поставленной цели к анализу привлечены одноминутные данные прямых измерений параметров межпланетной среды на космических аппаратах (КА) АСЕ, DSCOVR и WIND. Методами спектрального анализа изучается эволюция спектров мощности флуктуаций модуля ММП и МГД-волн на инерционном участке спектра турбулентных флуктуаций СВ на частотах ~2.5∙10–4–8.3∙10–3 Гц. Определен вклад альфвеновских, быстрых и медленных магнитозвуковых волн в наблюдаемый спектр мощности флуктуаций модуля ММП, измеряемого на каждом из трех КА, и установлены спектры мощности МГД-волн этих типов. Показано, что мощность спектров флуктуаций модуля ММП и МГД-волн более чем на порядок величины возрастает по мере приближения МУВ в точке ее регистрации на КА. Сделан вывод, что это является следствием генерации МГД-волн потоками штормовых частиц — космических лучей (КЛ) с энергиями ~1 МэВ, наблюдающихся в области перед фронтом МУВ. На основе анализа совокупности всех данных измерений сделано предположение, что значительный рост потоков КЛ низких энергий (~1 МэВ) и уровня турбулентности солнечного ветра может привести в изменению направления ММП в области, примыкающей к фронту МУВ.
МГД-волны, солнечный ветер, межпланетное магнитное поле, межпланетная ударная волна
1. Бережко Е.Г. Неустойчивость в ударной волне, распространяющейся в газе с космическими лучами. Письма в АЖ. 1986, т. 12, с. 842–847.
2. Бережко Е.Г. Генерация МГД-волн в межпланетной плазме потоками солнечных космических лучей. Письма в АЖ. 1990, т. 16, № 12, с. 1123–1132.
3. Бережко Е.Г., Стародубцев С.А. Природа динамики спектра флуктуаций космических лучей. Изв. АН СССР. Серия физическая. 1988, т. 52, с. 2361–2363.
4. Дженкинс Г., Ваттс Д. Спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1971, вып. 1, 316 с.
5. Коваленко В.А. Солнечный ветер. М.: Наука, 1983, 272 с.
6. Отнес Р., Эноксон Л. Прикладной анализ временных рядов. Основные методы. М.: Мир, 1982, 430 с.
7. Сапунова О.В., Бородкова Н.Л., Ермолаев Ю.И., Застенкер Г.Н. Спектры флуктуаций параметров плазмы солнечного ветра вблизи фронта ударной волны. Космические исследования. 2024, т. 62, № 1, с. 3–12. DOI:https://doi.org/10.31857/S0023420624010018.
8. Стародубцев С.А., Шадрина Л.П. МГД-волны в области предфронта межпланетных ударных волн 6 и 7 сентября 2017 г. Солнечно-земная физика. 2024, т. 10, № 3, c. 53–61. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-103202406 / Starodubtsev S.A., Shadrina L.P. MHD waves at the pre-front of interplanetary shocks on September 6 and 7, 2017. Sol.-Terr. Phys. 2024, vol. 10, iss. 3, pp. 50–57. DOI:https://doi.org/10.12737/stp-103202406.
9. Стародубцев С.А., Зверев А.С., Гололобов П.Ю., Григорьев В.Г. Флуктуации космических лучей и МГД-волны в солнечном ветре. Солнечно-земная физика. 2023, т. 9, № 2, с. 78–85. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-92202309 / Starodub-tsev S.A., Zverev A.S., Gololobov P.Yu., Grigoryev V.G. Cosmic ray fluctuations and MHD waves in the solar wind. Sol.-Terr. Phys. 2023, vol. 9, iss. 2, pp. 73–80. DOI:https://doi.org/10.12737/stp-92202309.
10. Топтыгин И.Н. Космические лучи в межпланетных магнитных полях. М.: Наука, 1983, 304 с.
11. Чалов С.В. Неустойчивость диффузионной ударной волны в плазме с космическими лучами. Письма в АЖ. 1988, т. 14, № 3, с. 272–276.
12. Borovsky J.E. A statistical analysis of the fluctuations in the upstream and downstream plasmas of 109 strong compression interplanetary shocks at 1 AU. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2020, vol. 125, iss. 6, article id. e27518. DOI:https://doi.org/10.1029/2019JA027518.
13. Hu Q., Zank G.P., Li G., Ao X. A power spectral analysis of turbulence associated with interplanetary shock waves. AIP Conf. Ser. 1539, Proc. of the Thirteenth International Solar Wind Conf. 2013. 175. DOI:https://doi.org/10.1063/1.4811016.
14. Jain A., Trivedi R., Jain S., Choudhary R.K. Effects of the super intense geomagnetic storm on 10–11 May, 2024 on total electron content at Bhopal. Adv. Space Res. 2025, vol. 75, iss. 1, pp. 953–965. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2024.09.029.
15. Kim S., Oh S. Characteristics of interplanetary shock sheath regions in the solar wind inducing the Forbush decreases. J. Korean Astron. Soc. 2024, vol. 57.
16. Lazzús J.A., Salfate I. Report on the effects of the May 2024 Mother’s day geomagnetic storm observed from Chile. J. Atmospheric and Solar–Terrestrial Physics. 2024, vol. 261, 106304. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2024.106304.
17. Li G., Hu Q., Zank G.P. Upstream turbulence and the particle spectrum at CME-driven shocks. Proc. AIP Conf. “Physics of Collisionless Shocks”. 2005, vol. 781, pp. 233–239. DOI:https://doi.org/10.1063/1.2032702.
18. Luttrell A.H., Richter A.K. Power spectra of low frequency MHD turbulence up- and downstream of interplanetary fast shocks within 1 AU. Ann. Geophys. 1986, vol. 4, pp. 439–446.
19. Luttrell A.H., Richter A.K. Study of MHD fluctuations upstream and downstream of quasiparallel interplanetary shocks. J. Geophys. Res. 1987, vol. 92, pp. 2243–2252.
20. Neugebauer M., Wu C.S., Huba J.D. Plasma fluctuations in the solar wind. J. Geophys. Res. 1978, vol. 83, pp. 1027–1034.
21. Pitna A., Safrankova J., Nemecek Z., et al. Turbulence upstream and downstream of interplanetary shocks. Frontiers in Physics. 2021, vol. 8, id. 654. DOI:https://doi.org/10.3389/fphy.2020.626768.
22. Ram T., Veenadhari S., Dimri B., et al. Super‐intense geomagnetic storm on 10–11 May 2024: Possible mechanisms and impacts. Space Weather. 2024, vol. 22, iss. 12, e2024SW004126. DOI:https://doi.org/10.1029/2024SW004126.
23. Reames D.V. Wave generation in the transport of particles from large solar flares. Astrophys. J. Lett. 1989, vol. 342, no. 1, Part 2, pp. L51–L53.
24. Smith C.W., Vasquez B.J. Driving and dissipation of solar-wind turbulence: what is the evidence? Front. Astron. Space Sci. 2021, vol. 7, id. 114. DOI:https://doi.org/10.3389/fspas.2020.611909.
25. Smith C.W., Vasquez B.J. The unsolved problem of solar-wind turbulence. Front. Astron. Space Sci. 2024, vol. 11, id. 1371058. DOI:https://doi.org/10.3389/fspas.2024.1371058.
26. Vainio R. On the generation of Alfven waves by solar energetic particles. Astron. Astrophys. 2003, vol. 406, pp.735–740.
27. URL: https://www.obsebre.es/php/geomagnetisme/vrapides/ssc_2024_p.txt (дата обращения 27 февраля 2025 г.).
28. URL: https://www.nmdb.eu (дата обращения 27 февраля 2025 г.).
29. URL: https://omniweb.gsfc.nasa.gov/form/dx1.html (дата обращения 27 февраля 2025 г.).
30. URL: https://www.ysn.ru/ipm (дата обращения 27 февраля 2025 г.).
31. URL: https://izw1.caltech.edu/ACE/ASC/level2/index.html (дата обращения 27 февраля 2025 г.).
32. URL: https://omniweb.gsfc.nasa.gov/ftpbrowser/wind_min.merge.html (дата обращения 27 февраля 2025 г.).
33. URL: https://services.swpc.noaa.gov/json/rtsw/rtsw_mag_1m.json (дата обращения 27 февраля 2025 г.).
34. URL: https://services.swpc.noaa.gov/json/rtsw/rtsw_wind_1m.json (дата обращения 27 февраля 2025 г.).
35. URL: https://sscweb.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/Locator.cgi (дата обращения 27 февраля 2025 г.).
