1 / 16

Л.М. Зелёный, А.В. Артемьев, А.А. Петрукович,

Свидетельства существования «скрытого» крупномасштабного электрического поля Е х в тонких токовых слоях. Л.М. Зелёный, А.В. Артемьев, А.А. Петрукович,. Институт Космических Исследований, РАН. Тонкий токовый слой.

kalila
Download Presentation

Л.М. Зелёный, А.В. Артемьев, А.А. Петрукович,

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Свидетельства существования «скрытого» крупномасштабного электрического поля Ех в тонких токовых слоях. Л.М. Зелёный, А.В. Артемьев, А.А. Петрукович, Институт Космических Исследований, РАН

  2. Тонкий токовый слой Пересечение ТТС: показано, что сумма токов ионов и электронов относительно хорошо соотносятся с током rotB Функция распределения протонов состоит из двух частей: холодное ядро и горячие ассиметриченые фланги. Профиль плотности токасоответствуетпрофилю из модели ТТС

  3. Соотношение между ионными и электронными токами Runov et al. 2006 Israelevich et al. 2008 Плохая корреляция тока rotB с током ионов! Основной ток в ТТС переносят электроны! Artemyev et al. 2009 jp je jp+je

  4. Статистика из 60 пересечений ТТС 4p/c(je+ji)~rotB Asano et al. 2005, Runov et al. 2006, Israelevich et al. 2008, Artemyev et al. 2009 je>>ji Данный результат противоречит основным теоретическим моделям: ? Ti>>Te ji>>je ri>>re

  5. Составляющие электронного тока Плотность тока в горизонтальных ТС: 4pjy/c=Bl/z Дрейф кривизны + ток намагничивания + ток за счёт неоднородности магнитного поля: Диамагнитный дрейф: ExB дрейф: Средние значения потоковой скорости электроннов

  6. Оценка роли диамагнитного дрейфа и дрейфа кривизны Более чем в 75% ТС анизотропия электронов порядка 25%! Диамагнитный дрейф вместе с дрейфом кривизны могут обеспечить только половину наблюдаемой потоковой скорости электронов VDM, <VDM>~20 km/s VC, <VC>~20 km/s

  7. Дрейф ExB и геометрия токового слоя После вычитания дрейфа кривизны и диамагнитного дрейфа из потоковой скорости электронов остается величина порядка -40 км/с, которую можно объяснить только дрейфом ExB! <VExB>=-40 km/s Ez и Bxобращаются в ноль в центре ТС: дрейфа EzBx~0 VExB=Vye-VDM-VC Для описания остаточного дрейфа электронов необходимо Ex > 0 ВеличинаExпорядка 0.15 мВ/м

  8. Лабораторный эксперимент Laboratory evidence of Earthward electric field in the magnetotail current sheet. S. Minami, A.I. Podgorny and I.M. Podgorny GRL, 1993 Ex направлено к Земле

  9. Влияние Exна функцию распределения протонов Ex=0 У большинства распределений присутствует сдвиг ядра (e< 1kev)в область отрицательных скоростей Сдвиг ядра распределения указывает на наличие Ex=0.1mV/m Ex>0 -cEx/Bz

  10. Модель поля Ex в токовом слое

  11. Анизотропный тонкий токовый слой: 1D EZ E z f2 df/ds =F(s) EII DsDr/tan(a) Dr f2=f1+F(s)Ds f1 a E=-(f2-f1)/Dr E=-F(s)Ds /Dr E=-F(s)/tan(a) x and EII=-F(s) Ez=EIIsin(a)+Ecos(a) Ex=-EIIcos(a)+Esin(a) Ez=-F(s)/sin(a) Ex=0

  12. Анизотропный тонкий токовый слой: 2D z fb0 Bz/x>0 fa0 fa fb Dz x a b

  13. Перепад потенциала через слой Степень анизотропии электронов Перепад потенциала через слой Dj~0.5Te/e 0.8 0.4 ej/Te 0.0 -0.4 При Te=1keV и Lx=10RE Zelenyi et al. 2004 -0.8

  14. Двойная структура распределения протонови поле Ex При np/nwing~5 и Ti/Te~3-6 наблюдаемый ток ионов jiоказывается намного меньше тока j0i Если асимметрия флангов связана с движением ионов по спайсеровским орбитам

  15. Runov et al. 2006 Profiles of the curlometer current m-component (black) and the corresponding proton current jp~NpVpy at Cluster 1 (red) and 4 (blue) versus Bx/BL. Asano, Mukai et al. 2003

  16. Выводы: • Величины потоковой скорости электронов и сдвиги ядер функций распределения ионовпо данным Cluster указывают на присутствие в хвосте земной магнитосферы поля Ex~0.15 мV/м • Теория ТТС, учитывающая слабую неоднородность по Х, позволяет получить Ex~0.1 мВ/м • Существование «скрытого» поля Ex позволяет объяснить кажущеесядоминирование электронных токов в спутниковых наблюдениях

More Related