Цикл работ. Кинетическая структура тонких токовых слоев и ускорение частиц.

Артемьев А.В. (м.н.с. отд. 54)

В работах исследуется внутренняя структура тонких токовых слоев хвоста земной магнитосферы и изучается процесс ускорения заряженных частиц в этих плазменных структурах. Показано, что функции распределения ионов по скоростям состоят из двух компонент: холодное недрейфующее 'ядро' (по всей видимости, принадлежащего фоновым частицам плазменного слоя), и популяция горячих частиц, формирующих асимметричные 'крылья' распределения (данные частиц и являются носители основного тока в системе). Высокоэнергичные 'хвосты' функции распределения могут вносить вклад до 30% в полный ток. Рассмотрено ускорение ионов в турбулентном электромагнитном поле в геометрии токового слоя. Показано, что из-за конечности времени нахождения частицы вблизи нейтральной плоскости токового слоя существует ограничение на максимальную энергию, которую могут набрать частицы. В ходе моделирования ускорения ансамбля частиц получены степенные распределения по энергиям с показателями, сопоставимыми с наблюдаемыми данными. Проведено сопоставление эффективности механизмов ускорения в турбулентном электромагнитном поле и адиабатического ускорения заряженных частиц крупномасштабным электрическим полем утро-вечер.

1. Artemyev A. V., A. A. Petrukovich, L. M. Zelenyi, R. Nakamura, H. V. Malova, and V. Y. Popov: Thin embedded current sheets: Cluster observations of ion kinetic structure and analytical models. Ann. Geophys., 27, 4075-4087, 2009
2. Artemyev A. V., L. M. Zelenyi, H. V. Malova, G. Zimbardo, and D. Delcourt: Acceleration and transport of ions in turbulent current sheets: formation of non-maxwelian energy distribution. Nonlin. Processes Geophys., 16, 631-639, 2009.