Институт космических исследований РАН
Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
В работе исследуется недавно обнаруженное гектометровое континуум-излучение в околоземной плазме. С использованием данных спутника ERG (Arase) проведен подробный статистический анализ возникновения гектометрового континуума вблизи Земли на расстояниях 1.1–2 радиуса Земли за двухлетний период. Установлена зависимость генерации гектометрового излучения от местного магнитного времени. Показано, что данный тип континуум-излучения возникает в основном в ночное и утреннее время. Исследована зависимость возникновения гектометрового излучения от геомагнитной активности, и продемонстрировано, что нет прямой зависимости возникновения гектометрового излучения от геомагнитных возмущений. Кроме того, статистический анализ позволил выявить локализацию источника (источников) такого типа радиоизлучения в околоземном пространстве и показать, что источник (источники) гектометрового континуум-излучения расположен на низких широтах.
радиоизлучение, гектометровое континуум-излучение, магнитосфера, спутниковые измерения
1. Бенедиктов Е.А., Гетманцев Г.Г., Митяков Н.А. и др. Результаты измерений интенсивности радиоизлучения на частотах 725 и 1525 кГц при помощи аппаратуры, установленной на спутнике «ЭЛЕКТРОН-2». Иссл. космического пространства / под ред. Скудрина Г.А. М.: Наука, 1965. 581 с.
2. Железняков В.В., Злотник Е.Я., Зайцев В.В. и др. Эффект двойного плазменного резонанса и его роль в радиоастрономии. Успехи физ. наук. 2016. Т. 186, № 10. С. 1090-1116. DOI:https://doi.org/10.3367/UFNr.2016.05.037813.
3. Колпак В.И., Могилевский М.М., Чугунин Д.В. и др. Статистические свойства аврорального километрового радиоизлучения по наблюдениям на спутнике ERG (Arase). Солнечно-земная физика. 2021. Т. 7, № 1. С. 13-20. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-71202102.
4. Курильчик В.Н. Наблюдение аврорального гектометрового радиоизлучения со спутника «Интербол-1». Космические исследования. 2007. Т. 45, № 3. С. 264-269.
5. Курильчик В.Н., Григорьева В.П., Тирпак А. и др. Наблюдения нетеплового континуума в южной субполярной области земной магнитосферы со спутника «Прогноз-10-Интеркосмос». Космические исследования. 1992. Т. 30, № 2. С. 231-242.
6. Курильчик В.Н., Копаева И.Ф., Миронов С.В. Наблюдения километрового «континуума» земной магнитосферы со спутника «Интербол-1». Космические исследования. 2004. Т. 42, № 1. С. 3-10.
7. Могилевский М.М., Моисеенко И.Л., Ханаш Я. Изменение спектра и длиннопериодные вариации интенсивности аврорального километрового радиоизлучения по измерениям на спутнике «Интербол-2». Письма в Астрономический журнал. 2005. Т. 31. № 6. С. 474-479.
8. Могилевский М.М., Чугунин Д.В., Чернышов А.А. и др. Локализация источников двух типов «континуум» излучения. Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2021. Т. 114, № 1. С. 18-23. DOI: 10.31857/ S123456782113005X.
9. Чернышов A.A., Чугунин Д.В., Могилевский М.М. Авроральное километровое радиоизлучение как средство диагностики свойств магнитосферы. Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2022. Т. 115, № 1. С. 28-34. DOI:https://doi.org/10.31857/S1234567822010050.
10. Чугунин Д.В., Чернышов А.А., Моисеенко И.Л. и др. Мониторинг области ускорения электронов при помощи аврорального километрового радиоизлучения. Геомагнетизм и аэрономия. 2020. Т. 60, № 5. С. 566-575. DOI:https://doi.org/10.31857/S0016794020040033.
11. Benson R.F., Calvert W. ISIS-1 observations of the source of AKR. Geophys. Res. Lett. 1979. Vol. 6. P. 479. DOI: 10.1029/ GL006I006P00479.
12. Brown L.W. The galactic radio spectrum between 130 kHz and 2600 kHz. Astrophys. J. 1973. Vol. 180. P. 359-370.
13. Carpenter D.L., Anderson R.R., Calvert W., et al. CRRES Observations of density cavities inside the plasmasphere. J. Geophys. Res. 2000. Vol. 105. P. 23323-23338. DOI: 10.1029/ 2000JA000013.
14. Dao E., Kelley M.C., Roddy P., et al. Longitudinal and seasonal dependence of nighttime equatorial plasma density irregularities during solar minimum detected on the C/NOFS satellite. Geophys. Res. Lett. 2011. Vol. 38, iss. 10, L10104. DOI:https://doi.org/10.1029/2011GL047046.
15. Green J.L., Sandel B.R., Fung S.F., et al. On the origin of kilometric continuum. J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107, no. A7, 1105. DOI:https://doi.org/10.1029/2001JA000193.
16. Green J.L., Boardsen S., Fung S.F., et al. Association of kilometric continuum radiation with plasmaspheric structures. J. Geophys. Res. 2004. Vol. 109, A03203. DOI: 10.1029/ 2003JA010093.
17. Gurnett D.A. The Earths as a radio source: Terrestrial kilometric radiation. J. Geophys. Res. 1974. Vol. 79, iss. 28. P. 4227-4238. DOI:https://doi.org/10.1029/JA079I028P04227.
18. Gurnett D.A. The Earth as a radio source: The nonthermal continuum. J. Geophys. Res. 1975. Vol. 80. P. 2751-2763. DOI:https://doi.org/10.1029/JA080I019P02751.
19. Hanasz J., de Feraudy H., Schreiber R., et al. Wideband bursts of auroral kilometric radiation and their association with UV auroral bulges. J. Geophys. Res. 2001. Vol. 106. P. 3859-3872. DOI:https://doi.org/10.1029/2000JA900098.
20. Hashimoto K., Calvert K.W., Matsumoto H. Kilometric continuum detected by GEOTAIL. J. Geophys. Res. 1999. Vol. 104. P. 28645-28656. DOI:https://doi.org/10.1029/1999JA900365.
21. Hashimoto K., Anderson R.R., Green J.L., et al. Source and Propagation characteristics of kilometric continuum observed with multiple satellites. J. Geophys. Res. 2005. Vol. 110, A09229. DOI:https://doi.org/10.1029/2004JA010729.
22. Hashimoto K., Kumamoto A., Tsuchiya F., et al. Hectometric line spectra detected by the Arase (ERG) satellite. Geophys. Res. Lett. 2018. Vol. 45, iss. 21. P. 11555-11561. DOI:https://doi.org/10.1029/2018GL080133.
23. Hashimoto K., Shinbori A., Otsuka Y., et al. Propagation mechanism of medium wave broadcasting waves observed by the Arase satellite: Hectometric line spectra. J. Geophys. Res. 2021. Vol. 126, iss. 11, e2021JA029813. DOI:https://doi.org/10.1029/2021JA029813.
24. Jones D. Latitudinal beaming of planetary radio emissions. Nature. 1980. Vol. 288. P. 225-229. DOI:https://doi.org/10.1038/288225A0.
25. Kasaba Y., Matsumoto H., Hashimoto K., et al. The angular distribution of auroral kilometric radiation observed by GEOTAIL spacecraft. Geophys. Res. Lett. 1997. Vol. 24. P. 2483-2486.
26. Kasaba Y., Matsumoto H., Hashimoto K., et al. Remote sensing of the plasmapause during substorms: GEOTAIL observation of nonthermal continuum enhancement. J. Geophys. Res.: Atmos. 1998. Vol. 103, no. A9. P. 20389-20406. DOI:https://doi.org/10.1029/98JA00809.
27. Kasahara Y., Kasaba Y., Kojima H., et al. The Plasma Wave Experiment (PWE) on board the Erase (ERG) satellite. Earth, Planets and Space. 2018. Vol. 70, 86. DOI:https://doi.org/10.1186/s40623-018-0842-4.
28. Kumamoto A., Tsuchiya F., Kasahara Y., et al. High Frequency Analyzer (HFA) of Plasma Wave Experiment (PWE) onboard the Arase spacecraft. Earth, Planets and Space. 2018. Vol. 70, 82. DOI:https://doi.org/10.1186/s40623-018-0854-0.
29. Kurth W.S. Detailed observations of the source of terrestrial narrowband electromagnetic radiation. Geophys. Res. Lett. 1982. Vol. 9. P. 1341-1344.
30. Kurth W.S., Murata T., Lu G., et al. Auroral kilometric radiation and the auroral electrojet index for the January 1997 magnetic cloud event. Geophys. Res. Lett. 1998. Vol. 25, iss. 15. P. 3027-3030. DOI:https://doi.org/10.1029/98GL00404.
31. Louarn P., Le Quéau D. Generation of the auroral kilometric radiation in plasma cavities - II. The cyclotron maser instability in small size sources. Planet. Space Sci. 1996. Vol. 44. no. 3. P. 211-224.
32. Melrose D.B. A theory for the nonthermal radio continua in the terrestrial and Jovian magnetospheres. J. Geophys. Res. 1981. Vol. 86. P. 30-36. DOI:https://doi.org/10.1029/JA086IA01P00030.
33. Miyoshi Y., Shinohara I., Takashima T., et al. Geospace exploration project ERG. Earth, Planets and Space. 2018a. Vol. 70, 101. DOI:https://doi.org/10.1186/s40623-018-0862-0.
34. Miyoshi Y., Hori T., Shoji M., et al. The ERG Science Center. Earth, Planets and Space. 2018b. Vol. 70, 96. DOI: 10.1186/ s40623-018-0867-8.
35. Morooka M., Mukai T. Density as a controlling factor for seasonal and latitudinal variations of the auroral particle acceleration region. J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108, no. A7, 1306. DOI:https://doi.org/10.1029/2002JA009786.
36. Okuda H., Chance M.S., Ashour-Abdalla M., et al. Generation of nonthermal continuum radiation in the magnetosphere. J. Geophys. Res. 1982. Vol. 87, no A12. P. 10457-10462.
37. Otsuka Y. Review of the generation mechanisms of post-midnight irregularities in the equatorial and low-latitude ionosphere. Progress Earth Planet. Sci. 2018. Vol. 5, iss. 1, 57. DOI:https://doi.org/10.1186/s40645-018-0212-7.
38. Ronnmark K. Generation of magnetospheric radiation by decay of Bernstein waves. Geophys. Res. Lett. 1985. Vol. 12. P. 639-642. DOI:https://doi.org/10.1029/GL012i010p00639.
39. Treumann R.A. The electron-cyclotron maser for astrophysical application. Astron. Astrophys. Rev. 2006. Vol. 13, no. 4. P. 229-315. DOI:https://doi.org/10.1007/s00159-006-0001-y.
40. Turner J., Zarka P., Grießmeier J-M., et al. The search for radio emissions from the exoplanetary systems 55 Cancri, υ Andromedae, and τ Boötis using LOFAR beam-formed observations. Astron. Astrophys. 2021. Vol. 645, A59. 28 p. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/201937201.
41. Voots G.R., Gurnett D.A., Akasofu S.I. Auroral kilometric radiation as an indicator of auroral magnetic disturbances. J. Geophys. Res. 1977, Vol. 82, iss. 16. P. 2259.
42. Wu C.S., Lee L.C. A theory of the terrestrial kilometric radiation. Astrophys. J. 1979. Vol. 230. P. 621. DOI:https://doi.org/10.1086/157120.
43. Zarka P. Auroral radio emissions at the outer planets: Observations and theories. J. Geophys. Res. 1998. Vol. 103. P. 20159-20194. DOI:https://doi.org/10.1029/98JE01323.
44. World Data Center for Geomagnetism, Kyoto: Geomagnetic Dst index. 2015. DOI:https://doi.org/10.17593/14515-74000.
45. URL: https://ergsc.isee.nagoya-u.ac.jp/ (дата обращения 5 июля 2023 г.).
46. URL: https://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/ (дата обращения 5 июля 2023 г.).
