Иркутск, Россия
Пекин, Китайская Народная Республика
Иркутск, Россия
Китайская Народная Республика
УДК 53 Физика
УДК 55 Геология. Геологические и геофизические науки
Исследованы альфвеновские волны, генерируемые в магнитосфере при прохождении межпланетной ударной волны. После прохождения были зарегистрированы колебания с дисперсией, типичной для альфвеновских волн. Чаще всего наблюдаются колебания с тороидальной поляризацией, пространственная структура которых хорошо описывается теорией резонанса магнитных силовых линий (FLR). Однако иногда после прохождения ударной волны наблюдаются колебания и с полоидальной поляризацией. Они не могли быть сгенерированы в результате FLR, но они также не могли быть вызваны и неустойчивостями потоков высокоэнергичных частиц, которые не наблюдались в это время. Мы обсуждаем альтернативную гипотезу, предполагающую, что резонансные альфвеновские волны могут возбуждаться вторичным источником — сильно локализованным импульсом быстрых магнитозвуковых волн, который генерируется в области контакта ударной волны с плазмопаузой. Спектр такого источника содержит гармоники колебаний, которые могут возбуждать как тороидальные, так и полоидальные резонансные альфвеновские волны.
магнитосфера, плазмопаузы, ударный фронт, альфвеновские волны
1. Allan W., White S.P., Poulter E.M. Impulse-excited hydromagnetic cavity and field-line resonances in the magnetosphere. Planetary Space Sci. 1986, vol. 34, iss. 4, pp. 371-385. DOI:https://doi.org/10.1016/0032-0633(86)90144-3.
2. Chelpanov M.A., Mager O.V., Mager P.N., Klimushkin D.Y., Berngardt O.I. Properties of frequency distribution of Pc5-range pulsations observed with the Ekaterinburg decameter radar in the nightside ionosphere. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018, vol. 167, pp. 177-183. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2017.12.002.
3. Cheremnykh O.K., Klimushkin D.Y., Mager P.N. On the structure of azimuthally small-scale ULF oscillations of a hot space plasma in a curved magnetic field: Modes with discrete spectra. Kinematics and Physics of Celestial Bodies. 2016, vol. 32, iss. 3, pp. 120-128. DOI:https://doi.org/10.3103/S0884591316030028.
4. Dai L., Takahashi K., Wygant J.R., Chen L., Bonnell J., Cattell C.A., Thaller S., Kletzing C., Smith C.W., MacDowall R.J., Baker D.N., Blake J.B., Fennell J., Claudepierre S., Funsten H.O., Reeves G.D., Spence H.E. Excitation of poloidal standing Alfvén waves through drift resonance wave-particle interaction. Geophys. Res. Lett. 2013, vol. 40, iss. 16, pp. 4127-4132. DOI:https://doi.org/10.1002/grl.50800.
5. Kim K.-H., Kim G.-J., Kwon H.-J., Distribution of equatorial Alfvén velocity in the magnetosphere: a statistical analysis of THEMIS observations. Earth, Planets and Space. 2018, vol. 70, iss. 1, 174. DOI:https://doi.org/10.1186/s40623-018-0947-9.
6. Kozlov D.A. Transformation and absorption of magnetosonic waves generated by solar wind in the magnetosphere. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2010, vol. 72, iss. 18, pp. 1348-1353. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2010.09.023.
7. Leonovich A.S. A theory of field line resonance in a dipole-like axisymmetric magnetosphere. J. Geophys. Res. 2001, vol. 106, iss. A11, pp. 25803-25812. DOI:https://doi.org/10.1029/2001JA000104.
8. Leonovich A.S., Mazur V.A. Resonance excitation of standing Alfvén waves in an axisymmetric magnetosphere (monochromatic oscillations). Planetary Space Sci. 1989, vol. 37, iss. 9, pp. 1095-1116. DOI:https://doi.org/10.1016/0032-0633(89)90081-0.
9. Leonovich A.S., Mazur V.A. Standing Alfvén waves with m≫1 in an axisymmetric magnetosphere excited by a non-stationary source. Ann. Geophys. 1998, vol. 16, iss. 8, pp. 914-920. DOI:https://doi.org/10.1007/s00585-998-0914-z.
10. Leonovich A.S., Mazur V.A. Structure of magnetosonic eigenoscillations of an axisymmetric magnetosphere. J. Geophys. Res. 2000, vol. 105, iss. A12, pp. 27707-27716. DOI:https://doi.org/10.1029/2000JA900108.
11. Liu W., Cao J.B., Li X., Sarris T.E., Zong Q.-G., Hartinger M., Takahashi K., Zhang H., Shi Q.Q. Angelopoulos V. Poloidal ULF wave observed in the plasmasphere boundary layer. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2013, vol. 118, iss. 7, pp. 4298-4307. DOI:https://doi.org/10.1002/jgra.50427.
12. Moullard O., Masson A., Laakso H., Parrot M., Décreau P., Santolik O., Andre M. Density modulated whistler mode emissions observed near the plasmapause. Geophys. Res. Lett. 2002, vol. 29, iss. 20, 1975. DOI:https://doi.org/10.1029/2002GL015101.
13. Potapov A.S. ULF wave activity in high-speed streams of the solar wind: Impact on the magnetosphere. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2013, vol. 118, iss. 10, pp. 6465-6477. DOI:https://doi.org/10.1002/2013JA019119.
14. Zong Q.-G., Leonovich A.S., Kozlov D.A. Resonant Alfvén waves excited by plasma tube/shock front interaction. Phys. Plasmas. 2018, vol. 25, iss. 12, 122904. DOI:https://doi.org/10.1063/1.5063508.
15. Zong Q., Rankin R., Zhou X. The interaction of ultra-low-frequency PC3-5 waves with charged particles in Earth’s magnetosphere. Rev. Modern Plasma Phys. 2017, vol. 1, iss. 1, 10. DOI:https://doi.org/10.1007/s41614-017-0011-4.
16. Zong Q.-G., Zhou X.Z., Wang Y.F., Li X., Song P., Baker D.N., Fritz T.A., Daly P.W., Dunlop M., Pedersen A. Energetic electron response to ULF waves induced by interplanetary shocks in the outer radiation belt. J. Geophys. Res. 2009, vol. 114, iss. A10, A10204. DOI:https://doi.org/10.1029/2009JA014393.
