С.А.Гриб ГАО РАН, Пулково, СПб, Россия sagrib@gmail

1. МАГНИТНЫЕ ДЫРЫ В СОЛНЕЧНОМ ВЕТРЕ КАК ПЛАЗМЕННЫЕ СТРУКТУРЫ С ПОСТОЯННЫМ ДАВЛЕНИЕМ И КАК ИСТОЧНИК ВТОРИЧНЫХ МГД ВОЛН С.А.Гриб ГАО РАН, Пулково, СПб,Россия sagrib@gmail.com

2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Рассматривается квазиударное возмущение магнитной дыры в потоке солнечного ветра со стороны солнечной быстрой ударной волны. Параметры магнитной дыры как плазменной области с сильно пониженной величиной магнитного поля и увеличенным значением плотности протонов при сохранении величины полного давления при переходе через границы МД задаются на основе космических данных. Солнечная быстрая ударная волна характеризуется эффективным магнитозвуковым числом Маха со значениями от 1.18 до 3.5. Магнитные дыры и тангенциальные разрывы представляются как структуры с постоянным давлением (PBS). При этом, границы магнитных дыр описываются в рамках классической магнитогидродинамики (МГД) стационарными тангенциальными разрывами, движущимися вместе с МД и с потоком солнечного ветра. Магнитные дыры, часто наблюдаемые в солнечном ветре, могут возникать в корональной плазме, имея различные механизмы возникновения: при взаимодействии сильных МГД разрывов в нижней короне, при зеркальной неустойчивости, при пересоединении магнитного поля или в связи с полярными плюмами.

3. Важно обратить внимание на тот факт, что обычно разрыв Т, являясь структурой (СПД или PBS), относится также к разрывам по направлению DD, при переходе через который скачком изменяется величина плотности заряженных частиц при равенству нулю нормальных по отношению к разрыву компонент ММП и скорости потока плазмы. Основным МГД условием существования разрыва Т является сохранение неизменной величины полного статического давления при переходе через разрыв. Рассмотрим лобовое столкновение солнечной быстрой ударной волны со стационарной магнитной дырой, ограниченной передней и задней границами от окружающего стационарного потока солнечного ветра. Будем изучать проблему локально в системе координат, связанной с точкой или линией пересечения разрывов. Задача является стационарной, автомодельной и плоскополяризованной. Внутри МД плазменный параметр давления будет значительно больше единицы (β>>1) при скачкообразных изменениях магнитного поля и скорости потока, связанных с интенсивностьюT.

4. Рис.1. Стационарныйтангенциальный разрыв T.

5. Рис.2. Нелинейное опрокидывание продольной волны сжатия

6. Рис.3. Быстрая ударная волна

7. Рис.4. Медленная ударная волна

8. Рис.5. PBS и Tв солнечном ветре на расстоянии в 1АЕ от Солнца -по данным Exp.34 (L.F.Burlaga, Micro-scale structures in the interplanetary medium, Solar Phys., 4, 67,1968). 0630 0640 0650 0700 0710 0720 0730

9. Рис. 6. Столкновение солнечной ударной волны Sо сTо

10. МГДинтегральные инварианты - интеграл Бернулли вдоль линии тока - вдоль характеристик при углах, равных ±μк линиям тока - во всей области потока; - вдоль линий тока;

11. Рис. 7.Магнитная дыра вместе со своими границами в солнечном ветре в 0700-1100 UT, 25, 06. 1994. (M.Neugebauerеt al., Ion distributions in large magnetic holes in the fast solar wind. Journ.Geophys.Res.,106, A4,5635-, 2001)

12. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ • 1.При взаимодействии солнечной быстрой ударной волны с задней границей магнитной дыры образуется отраженная быстрая обратная и преломлённая ударные волны: • 2. После прохождения преломлённой быстрой ударной волны через магнитную дыру со скоростью, меньшей скорости в свободном потоке солнечного ветра, волна ещё раз преломится через переднюю границу и создаст отраженную от этой границы быструю волну разрежения: • 3. Обратная быстрая ударная волна, возникшая вне МД, движущаяся по направлению к Солнцу и сдуваемая сверхмагнитозвуковым потоком солнечного ветра, может столкнуться с передней границей МД, образуя быструю обратную ударную волну, преломлённую в МД, которая после прохождения через МД образует вторичную прямую быструю волну разрежения:

13. Результаты, полученные в этой работе и говорящие об устойчивом положении МД, как о плазмоиде, подтверждают модель корональногоплазмоида, предложенную в 1994 году Кучми и Грибом (Koutchmy S., Bouchard O., Grib S. et al., Proc.of third SOHO Workshop, USA, 1994, pp.139-142). • Кроме того, они во многом согласуются с наблюдениями, проведёнными с помощью космических аппаратов Voyager-2, Helios1, Helios 2, Ulysses, CLUSTER, STEREO B и SDO (Turner et al., 1977; Winterhalter et al., 1994; Amariutei et al., 2011). • Автор признателен за частичную поддержку со стороны программыПрезидиума РАН П-22 и в рамках гранта РФФИ 11-01-00235а. .

14. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!