Исследование спектров флуктуаций компонент магнитного поля плазмы солнечного ветра на быстрых обратных межпланетных ударных волнах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрены колебания значений модуля и компонент межпланетного магнитного поля плазмы солнечного ветра вблизи фронта быстрой обратной ударной волны по данным спутника WIND с частотой опроса 11 Гц. Рассматривались два варианта разбиения вектора магнитного поля на компоненты – по системе координат GSE и по отношению к нормали фронта межпланетной ударной волны. Было получено, что для невозмущенной области солнечного ветра частота излома спектра флуктуаций компонент магнитного поля лежит в диапазоне частот от 0.37 до 1.37 Гц. Для возмущенной области солнечного ветра частота излома смещается в интервал частот от 0.45 до 1.58 Гц, что соответствует масштабу инерционной длины протона. Было показано, что наклон спектров колебаний компонент межпланетного магнитного поля меняется как в МГД, так и на переходных масштабах, хотя и в разной степени. На переходных масштабах различие может быть значительным.

Об авторах

О. В. Сапунова

Институт космических исследований РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: sapunova_olga@cosmos.ru
Москва, Россия

Н. Л. Бородкова

Институт космических исследований РАН

Email: borodkova_nl@cosmos.ru
Москва, Россия

Ю. И. Ермолаев

Институт космических исследований РАН

Email: yermol@cosmos.ru
Москва, Россия

Г. Н. Застенкер

Институт космических исследований РАН

Email: gzastenk@iki.rssi.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Рязанцева М.О., Рахманова Л.С., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Застенкер Г.Н., Чесалин Л.С. Характеристики турбулентного потока солнечного ветра в областях компрессии плазмы // Космические исследования. Т. 58. № 6. С. 503–512. 2020. https://doi.org/10.31857/S0023420620060096
  2. Сапунова О.В., Бородкова Н.Л., Застенкер Г.Н. Анализ спектров флуктуаций величины потока плазмы и модуля магнитного поля на обратных ударных волнах // Солнечно-земная физика. Т. 10. № 3. С. 62–69. 2024. https://doi.org/10.12737/szf-103202407
  3. Bruno R., Carbone V. The solar wind as a turbulence laboratory // Living Rev. Solar Phys. V. 10. № 1. ID 2. 2013. https://doi.org/10.12942/lrsp-2013-2
  4. Howes G.G., Cowley S.C., Dorland W., Hammett G.W., Quataert E., Schekochihin A.A. A model of turbulence in magnetized plasmas: Implications for the dissipation range in the solar wind // J. Geophys. Res. – Space. V. 113. № 5. ID A05103. 2008. https://doi.org/10.1029/2007JA012665
  5. Kolmogorov A.N. A refinement of previous hypotheses concerning the local structure of turbulence in a viscous incompressible fluid at high Reynolds number // J. Fluid Mech. V. 13. № 1. P. 82–85. 1962. https://doi.org/10.1017/S0022112062000518
  6. Leamon R.J., Matthaeus W.H., Smith C.W., Zank G.P., Mullan D.J., Oughton S. MHD-driven kinetic dissipation in the solar wind and corona // Astrophys. J. V. 537. № 2. P. 1054–1062. 2000. https://doi.org/10.1086/309059
  7. Leppin R P., Acũna M.H., Burlaga L.F. et al. The WIND magnetic field investigation // Space Sci. Rev. V. 71. № 1–4. P. 207–229. 1995. https://doi.org/10.1007/BF00751330
  8. Lin R.P., Anderson K.A., Ashford S. et al. A three-dimensional plasma and energetic particle experiment for the WIND spacecraft // Space Sci. Rev. V. 71. № 1–4. P. 125–153. 1995. https://doi.org/10.1007/BF00751328
  9. Matthaeus W.H., Weygand J.M., Dasso S. Ensemble space-time correlation of plasma turbulence in the solar wind // Phys. Rev. Lett. V. 116. ID 245101. 2016. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.245101
  10. Ogilvie K.W., Chornay D.J., Fritzenreiter R.J. et al. SWE, a comprehensive plasma instrument for the Wind spacecraft // Space Sci. Rev. V. 71. № 1–4. P. 55–77. 1995. https://doi.org/10.1007/BF00751326
  11. Oliveira D.M. Magnetohydrodynamic shocks in the interplanetary space: a theoretical review // Braz. J. Phys. V. 47. № 1. P. 81–95. 2017. https://doi.org/10.1007/s13538-016-0472-x
  12. Park B., Pitňa A., Šafránková J., Němeček Z., Krupařová O., Krupař V., Zhao L., Silwal A. Change of spectral properties of magnetic field fluctuations across different types of interplanetary shocks // Astrophys. J. Lett. V. 954. № 2. ID 51. 2023. https://doi.org/10.3847/2041-8213/acf4ff
  13. Pitňa A., Šafránková J., Němeček Z., Ďurovcová T., Kis A. Turbulence upstream and downstream of interplanetary shocks // Front. Phys. V. 8. ID 626768. 2021. https://doi.org/10.3389/fphy.2020.626768
  14. Schekochihin A.A., Cowley S.C., Dorland W., Hammett G.W., Howes G.G., Quataert E., Tatsuno T. Astrophysical gyrokinetics: kinetic and fluid turbulent cascades in magnetized weakly collisional plasmas // Astrophys. J. Suppl. S. V. 182. № 1. P. 310–377. 2009. https://doi.org/ 10.1088/0067-0049/182/1/310
  15. Smith C.W., Mullan D.J., Ness N.F., Skoug R.M., Steinberg J. Day the solar wind almost disappeared: Magnetic field fluctuations, wave refraction and dissipation // J. Geophys. Res. – Space. V. 106. № 9. P. 18625–18634. 2001. https://doi.org/10.1029/2001JA000022
  16. Zhao L.-L., Zank G.P., He J.S. et al. Turbulence and wave transmission at an ICME-driven shock observed by the Solar Orbiter and Wind // Astron. Astrophys. V. 656. ID A3. 2021. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202140450

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).