Плазменно-пылевая система в марсианской ионосфере

Резниченко Ю. С.; Дубинский А. Ю.; Попель С. И.

doi:10.31857/S0367292122600960

Плазменно-пылевая система в марсианской ионосфере

Authors: Резниченко Ю.¹, Дубинский А.², Попель С.²
Affiliations:
1. Московский физико-технический институт (научно-исследовательский университет)
2. Институт космических исследований РАН
Issue: Vol 49, No 1 (2023)
Pages: 57-66
Section: ПЫЛЕВАЯ ПЛАЗМА
URL: https://journals.rcsi.science/0367-2921/article/view/139533
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292122600960
EDN: https://elibrary.ru/BGOCBM
ID: 139533

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Представлена теоретическая модель, описывающая возможный механизм формирования и эволюции плазменно-пылевых облаков, зафиксированных в марсианской ионосфере аппаратом Mars Science Laboratory Curiosity в марте 2021 г. Модель описывает, в частности, седиментацию пылевых частиц в пересыщенных парах углекислого газа, рост пылевых зародышей за счет нуклеации углекислого газа, процессы зарядки пылевых частиц, а также временные изменения электронной и ионной концентраций ионосферной плазмы. Показано, что в рамках данной модели оказывается возможным проиллюстрировать образование слоистой структуры пылевого облака, характерное время седиментации которого составляет несколько минут. Рассчитаны характерные размеры пылевых частиц, соответствующие результатам измерений. Кроме того, рассчитаны характерные заряды пылевых частиц в случаях наличия и отсутствия фотоэффекта. Показано, что при отсутствии фотоэффекта пылевые частицы приобретают отрицательный заряд и, кроме того, наблюдается понижение концентраций ионов и электронов плазмы. В случае наличия фотоэффекта частицы с металлическими примесями несут на себе положительный заряд, концентрация электронов плазмы при этом повышается при сохранении понижения ионной концентрации.

Keywords

пылевая плазма, пылевые структуры, пылевые частицы, ионосфера, Марс, процессы зарядки

References

Shukla P.K., Mamun A.A. Introduction to Dusty Plasmas Physics. Bristol/Philadelphia: Institute of Physics Publishing, 2002.
Tsytovich V.N., Morfill G.E., Vladimirov S.V., Thomas H. // Elementary Physics of Complex Plasmas. Berlin/Heidelberg: Springer, 2008.
Fortov V.E., Ivlev A.V., Khrapak S.A., Khrapak A.G., Morfill G.E. // Phys. Reports. 2005. V. 421. P. 1.
Popel S.I., Kopnin S.I., Yu M.Y., Ma J.X., Huang F. // J. Phys. D: Applied Phys. 2011. V. 44. P. 174036.
Klumov B.A., Popel S.I., Bingham R. // Письма в ЖЭТФ. 2000. Т. 72. С. 524.
Клумов Б.А., Морфилл Г.Е., Попель С.И. // ЖЭТФ. 2005. Т. 127. С. 171.
Клумов Б.А., Морфилл Г.Е., Владимиров С.В. // Письма в ЖЭТФ. 2005. Т. 82. С. 714.
von Zahn U., Baumgarten G., Berger U., Fiedler J., Hartogh P. // Atmos. Chem. Phys. 2004. V. 4. P. 2449.
Cho J.Y.N., Röttger J. // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 2001.
Gadsden M., Schröder W. Noctilucent Clouds. Berlin: Springer-Verlag, 1989.
Montmessin F., Bertaux J.L., Quémerais E., Korablev O., Rannou P., Forget F., Perriera S., Fussend D., Lebonnoisc S., Rébéraca A. // Icarus. 2006. V. 183. P. 403.
Montmessin F., Gondet B., Bibring J.P., Langevin Y., Drossart P., Forget F., Fouchet T. // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. P. E11S90.
Whiteway J.A., Komguem L., Dickinson C., Cook C., Illnicki M., Seabrook J., Popovici V., Duck T.J., Davy R., Taylor P.A., Pathak J., Fisher D., Carswell A.I., Daly M., Hipkin V., Zent A.P., Hecht M.H., Wood S.E., Tamppa-ri L.K., Renno N., Moores J.E., Lemmon M.T., Daerden F., Smith P. // Science. 2009. V. 325 (5936). P. 68.
Hayne P.O., Paige D.A., Schofield J.T., Kass D.M., Kleinböhl A., Heavens N.G., McCleese D.J. // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. P. E08014.
https://www.newsru.com/hitech/30may2021/mars_clouds. html
Дубинский А.Ю., Попель С.И. // Письма в ЖЭТФ. 2012. Т. 96. С. 22.
Извекова Ю.Н., Попель С.И. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 1010.
Дубинский А.Ю., Резниченко Ю.С., Попель С.И. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. С. 913.
Reznichenko Yu.S., Dubinskii A.Yu., Popel S.I. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1556. P. 012072.
Forget F., Montmessin F., Bertaux J.L., González-Galindo F., Lebonnois S., Quémerais E., Reberac A., Dimarellis E., López-Valverde M.A. // J. Geophys. Res. 2009. V. 114. P. 01004.
Fox J.L., Benna M., Mahaffy P.R., Jakosky B.M. // Geophys. Res. Lett. 2015. V. 42. P. 8977.
Алтунин В.В. // Теплофизические свойства двуокиси углерода. М.: Издательство стандартов, 1975. С. 546.
Patela M.R., Zarneckia J.C., Catlingb D.C. // Planet. Space Sci. 2002. V. 50. P. 915.
Vicente-Retortillo Á., Valero F., Vázquez L., and Martí-nez G.M. // J. Space Weather Space Clim. 2015. V. 5. Art. A33.
Bertaux J.-L., Korablev O., Perrier S., Quémerais E., Montmessin F., Leblanc F., Lebonnois S., Rannou P., Lefévre F., Forget F., Fedorova A., Dimarellis E., Rebe-rac A., Fonteyn D., Chaufray J.Y., Guibert S. // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. Art. E10S90.
Bertaux J.-L., Fonteyn D., Korablev O., Chassefiére E., Dimarellis E., Dubois J.-P., Hauchecorne A., Lefévre F., Cabane M., Rannou P., Levasseur-Regourd A.-C., Cernogora G., Quémerais E., Hermans C., Kockarts G., Lippens C., de Maziere M., Moreau D., Muller C., Neefs E., Simon P.-C., Forget F., Hourdin F., Talagrand O., Mo-roz V.-I., Rodin A., Sandel B., Stern A. // ESA Special Publication. 2004. V. 1240. P. 95.
Delgado-Bonal A., Zorzano M.-P., Martín-Torres F.J. // Solar Energy. 2016. V. 134. P. 228.
González-Galindo F. // Oxford Research Encyclopedia, Planetary Science. Oxford University Press, USA. 2020.
Christou A., Vaubaillon J., Withers P., Hueso R., Kil-len R. // Earth and Planetary Astrophysics. Cambridge University Press. 2019. P. 119.
Chen F.F. // Plasma Diagnostic Techniques / Eds. R.H. Huddlestone, S.L. Leonard. New York: Academic, 1965. Ch. 4.
Barnes M.S., Keller J.H., Forster J.C., O’Neill J.A., Coultas D.K. // Phys. Rev. Lett. 1992. V. 68. P. 313.