Авторы: Рубцов А.В. (ИСЗФ СО РАН, avrubtsov@iszf.irk.ru, +7 3952 564523), Yamamoto K. (The University of Tokyo), Костарев Д.В. (ИСЗФ СО РАН), Магер П.Н. (ИСЗФ СО РАН), Климушкин Д.Ю. (ИСЗФ СО РАН), Nosé M. (Nagoya City University), команда спутника Arase

Во время магнитных бурь и суббурь инжекции ионов в околоземное пространство приводят к искажению распределений популяций частиц и возбуждению ультранизкочастотных (УНЧ) волн, самые низкочастотные из которых имеют длину волны, сопоставимую с размером Земли. Такие волны исследуются с помощью магнитной гидродинамики, которая использует макроскопические параметры плазмы, однако иногда наблюдаются широкополосные компрессионные УНЧ-волны, которые не могут быть объяснены с её помощью. Мы представляем первое прямое доказательство возбуждения дрейфово-компрессионных волн, возникающих при кинетическом описании плазмы, дрейфовым резонансом с протонами кольцевого тока по измерениям на спутнике Arase в магнитосфере Земли. Наблюдавшаяся частота волны соответствует вычисленной с использованием теории дрейфово-компрессионного режима (Рис. 1). Обнаружено, что источником энергии волны была плазменная неустойчивость, вызванная отрицательным радиальным градиентом функции распределения протонов с энергиями 20–25 кэВ. Компрессионные УНЧ-волны встречаются редко, но их взаимодействие с ионами необходимо учитывать для понимания динамики плазмы в магнитосфере.

Публикация: Yamamoto K., Rubtsov A.V., Kostarev D.V., Mager P.N., Klimushkin D.Yu., Nosé M., Matsuoka A., Asamura K., Miyoshi Y., Yokota S., Kasahara S., Hori T., Keika K., Kasahara Y., Kumamoto A., Tsuchiya F., Shoji M., Nakamura S., Shinohara I. Direct Evidence of Drift‐Compressional Wave Generation in the Earth's Magnetosphere Detected by Arase // Geophysical Research Letters. 2024. Vol. 51. e2023GL107707. DOI: 10.1029/2023GL107707.

Работа выполнена в рамках темы государственного задания 2024 года № FWSE-2021-0005 «Возмущения электромагнитного поля и плазмы в системе "солнечный ветер-магнитосфера-ионосфера"». Направление ПФНИ 2021-2030 гг.: 1.3.4.3. Плазменные процессы в геофизике и астрофизике.