Multicomponent Current Sheet of the Magnetopause with an Arbitrary Energy Distribution of Particles

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

An exact solution to the Maxwell–Vlasov equations has been found for a large class of multicomponent current sheets in collisionless plasma, which describe the spatial structure of the current in the magnetopause and consistent inhomogeneous anisotropic momentum distributions of particles with different effective temperatures. Devised sheets allow a nonmonotonic variation of the magnetic field and can have asymmetric, multihump, and sign-alternating profiles of the current density. Profiles of the current of different particle populations can have different scales, contain countercurrents, and be spatially shifted with respect to each other. The model under consideration is applicable to qualitatively describe a magnetopause separating a magnetosphere of a planet from a solar wind or separating regions of the solar wind with different parameters of the plasma and magnetic field.

About the authors

A. A. Nechaev

Federal Research Center Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences

Email: a.nechaev@ipfran.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia

Vl. V. Kocharovskiy

Federal Research Center Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences

Email: a.nechaev@ipfran.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia

V. V. Kocharovskiy

Department of Physics and Astronomy, Texas A&M University

Email: a.nechaev@ipfran.ru
TX 77843, College Station, USA

M. A. Garasev

Federal Research Center Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: a.nechaev@ipfran.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia

References

  1. A.B. Lotekar, I.Y. Vasko, T. Phan, S.D. Bale, T.A. Bowen, J. Halekas, A.V. Artemyev, Yu.V. Khotyaintsev, and F. S. Mozer, Astrophys. J. 929, 58 (2022).
  2. J. L. Burch and T.D. Phan, Geophys. Res. Lett. 43, 8327 (2016).
  3. R. Nakamura, A. Varsani, K. J. Genestreti et al. (Collaboration), Journal of Geophysical Research: Space Physics 123, 1260 (2018).
  4. C. Norgren, D.B. Graham, Y.V. Khotyaintsev, M. Andr'e, A. Vaivads, M. Hesse, E. Eriksson, P.-A. Lindqvist, B. Lavraud, J. Burch, S. Fuselier, W. Magnes, D. J. Gershman, and C.T. Russell, Journal of Geophysical Research: Space Physics 123, 9222 (2018).
  5. P. Louarn, A. Fedorov, E. Budnik, G. Fruit, J.A. Sauvaud, C.C. Harvey, I. Dandouras, H. R'eme, M.C. Dunlop, and A. Balogh, Geophys. Res. Lett. 31, L19805 (2004).
  6. M.W. Dunlop, M.G.G.T. Taylor, Y.V. Bogdanova et al. (Collaboration), Journal of Geophysical Research: Space Physics 113, A07S19 (2008).
  7. S. Haaland, A. Runov, A. Artemyev, and V. Angelopoulos, Journal of Geophysical Research: Space Physics 124, 3421 (2019).
  8. L. F. Burlaga, N.F. Ness, D.B. Berdichevsky, J. Park, L.K. Jian, A. Szabo, E.C. Stone, and J.D. Richardson, Nat. Astron. 3, 1007 (2019).
  9. S.M. Krimigis, R.B. Decker, E.C. Roelof, M. E. Hill, C.O. Bostrom, K. Dialynas, G. Gloeckler, D.C. Hamilton, E.P. Keath, and L. J. Lanzerotti, Nat. Astron. 3, 997 (2019).
  10. J.D. Richardson, J.W. Belcher, P. Garcia-Galindo, and L. F. Burlaga, Nat. Astron. 3, 1019 (2019).
  11. D.A. Gurnett and W. S. Kurth, Nat. Astron. 3, 1024 (2019).
  12. J.R. Shuster, D. J. Gershman, J.C. Dorelli et al. (Collaboration), Nat. Phys. 17, 1056 (2021).
  13. M.M. Echim and J. F. Lemaire, Phys. Rev. E 72, 036405 (2005).
  14. N. Dorville, G. Belmont, N. Aunai, J. Dargent, and L. Rezeau, Phys. Plasmas 22, 092904 (2015).
  15. S.P. Gary, Theory of space plasma microinstabilities, Cambridge University Press, Cambridge (1993), 184 p.
  16. V.V. Kocharovsky, Vl.V. Kocharovsky, V.Yu. Martyanov, and S.V. Tarasov, Phys.-Uspekhi 59, 1165 (2016).
  17. O. Allanson, F. Wilson, T. Neukirch, Y.-H. Liu, and J.D.B. Hodgson, Geophys. Res. Lett. 44, 8685 (2017).
  18. T. Neukirch, I.Y. Vasko, A.V. Artemyev, and O. Allanson, Astrophys. J. 891, 86 (2020).
  19. E.M. Lifshitz and L.P. Pitaevskii, Physical Kinetics, Pergamon, Oxford (1981), p. 115.
  20. V.V. Kocharovsky, Vl.V. Kocharovsky, V.Yu. Martyanov, and A.A. Nechaev, Astron. Lett. 45, 551 (2019).
  21. Vl.V. Kocharovsky, V.V. Kocharovsky, and A.A. Nechaev, Dokl. Phys. 66, 9 (2021).
  22. V.V. Kocharovsky, Vl.V. Kocharovsky, V.Yu. Martyanov, and A.A. Nechaev, J. Phys. Conf. Ser. 932, 012019 (2017).
  23. T. Silva, B. Afeyan, and L.O. Silva, Phys. Rev. E 104, 035201 (2021).
  24. A.A. Kuznetsov, V.V. Kocharovskii, Vl.V. Kocharovskii, A.A. Nechaev, and M.A. Garasev, Plasma Phys. Rep. 48, 973 (2022).
  25. K.Yu. Vagin and S.A. Uryupin, Plasma Phys. Rep. 40, 393 (2014).
  26. T.D. Arber, K. Bennett, C. S. Brady, A. Lawrence-Douglas, M.G. Ramsay, N. J. Sircombe, P. Gillies, R.G. Evans, H. Schmitz, A.R. Bell, and C.P. Ridgers, Plasma Phys. Control. Fusion 57, 113001 (2015).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».