Elektrostaticheskie solitony v tsentral'nom plazmennom sloe geomagnitnogo khvosta Zemli

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Используя спутниковые наблюдения MMS в хвосте магнитосферы Земли, мы показали, что в горячей бесстолкновительной плазме, турбулизованной за счет распространения быстрого плазменного потока из области первичного пересоединения, происходит формирование множественных вторичных источников ускорения электронов. Такими источниками могут быть области вторичных микропересоединений, происходящих на электронных кинетических масштабах. В данной работе исследуются наблюдаемые электростатические солитоны, выступающие в роли маркеров "вторичных магнитных сепаратрис", вдоль которых распространяются пучки электронов, ускоренных до сверхтепловых энергий, аналогично солитонам вблизи сепаратрис первичного пересоединения.

About the authors

M. V Leonenko

Институт космических исследований РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: makarleonen@gmail.com
Москва, Россия; Долгопрудный, Россия

E. E Grigorenko

Институт космических исследований РАН

Москва, Россия

L. M Zelenyy

Институт космических исследований РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Москва, Россия; Долгопрудный, Россия

Kh. Fu

School of Space and Earth Sciences, Beihang University; Key Laboratory of Space Environment Monitoring and Information Processing, Ministry of Industry and Information Technology

Beijing, China; Beijing, China

References

  1. J. S. Pickett, Journal of Geophysical Research: Space Physics 126(9), e2021JA029548 (2021).
  2. C. Cattell, J. Crumley, J. Dombeck, J. Wygant, and F. S. Mozer, Geophys. Res. Lett. 29(5), 9–1 (2002).
  3. D. B. Graham, Y. V. Khotyaintsev, A. Vaivads, and M. Andr´e, Journal of Geophysical Research: Space Physics 121(4), 3069 (2016).
  4. R. E. Ergun, J. C. Holmes, K. A. Goodrich et al. (Collaboration), Geophys. Res. Lett. 43(11), 5626 (2016).
  5. R. E. Ergun, C. W. Carlson, J. P. McFadden et al., (Collaboration), Geophys. Res. Lett. 25(12), 2025 (1998).
  6. R. E. Ergun, C. W. Carlson, J. P. McFadden et al. (Collaboration), Geophys. Res. Lett. 25(12), 2041 (1998).
  7. F. S. Mozer, O. V. Agapitov, A. Artemyev, J. F. Drake, V. Krasnoselskikh, S. Lejosne, and I. Vasko, Geophys. Res. Lett. 42(10), 3627 (2015).
  8. J. S. Pickett, L.-J. Chen, S. W. Kahler et al. (Collaboration), Nonlinear Process. Geophys. 12(2), 181 (2005).
  9. J. C. Holmes, R. E. Ergun, D. L. Newman, F. D. Wilder, P. Sturner, K. A. Goodrich, R. B. Torbert, B. L. Giles, R. J. Strangeway, and J. L. Burch, Journal of Geophysical Research: Space Physics 123(1), 132 (2018).
  10. A. Mangeney, C. Salem, C. Lacombe, J.-L. Bougeret, C. Perche, R. Manning, P. J. Kellogg, K. Goetz, S. J. Monson, and J.-M. Bosqued, Ann. Geophys. 17(3), 307 (1999).
  11. D. M. Malaspina, D. L. Newman, L. B. Willson III, K. Goetz, P. J. Kellogg, and K. Kerstin, Journal of Geophysical Research: Space Physics 118(2), 591 (2013).
  12. Y. Omura, H. Kojima, N. Miki, and H. Matsumoto Adv. Space Res. 24(1), 55 (1999).
  13. T. E. Eastman, L. A. Frank, W. K. Peterson, and W. Lennartsson, Journal of Geophysical Research: Space Physics 89(A3), 1553 (1984).
  14. G. S. Lakhina, S. V. Singh, A. P. Kakad, and J. S. Pickett, Journal of Geophysical Research: Space Physics 116(A10), 1 (2011).
  15. D. B. Graham, Y. V. Khotyaintsev, A. Vaivads, C. Norgren, M. Andr´e, J. M. Webster, J. L. Burch, P.-A. Lindqvist, R. E. Ergun, R. B. Torbert, W. R. Paterson, D. J. Gershman, B. L. Giles, W. Magnes, and C. T. Russell, Phys. Rev. Lett. 119, 025101 (2017).
  16. G. Lakhina, S. Singh, and R. Rubia, Adv. Space Res. 68(4), 1864 (2021).
  17. S. Li, S. Zhang, H. Cai, and S. Yu, Earth, Planets and Space 66, 1 (2014).
  18. H. Matsumoto, H. Kojima, T. Miyatake, Y. Omura, M. Okada, I. Nagano, and M. Tsutsui, Geophys. Res. Lett. 21(25), 2915 (1994).
  19. Y. Omura, H. Kojima, N. Miki, T. Mukai, H. Matsumoto, and R. Anderson, Journal of Geophysical Research: Space Physics 104(A7), 14627 (1999).
  20. R. E. Ergun, K. A. Goodrich, J. E. Stawarz, L. Andersson, and V. Angelopoulos, Journal of Geophysical Research: Space Physics 120(3), 1832 (2015).
  21. D. L. Newman, M. V. Goldman, R. E. Ergun, and Mangeney, Phys. Rev. Lett. 87, 255001 (2001).
  22. Z. Yuan, Y. Dong, S. Huang, Z. Xue, and X. Yu, Geophys. Res. Lett. 49(13), e2022GL099483 (2022).
  23. C. S. Dillard, I. Y. Vasko, F. S. Mozer, O. V. Agapitov, and J. W. Bonnell, Phys. Plasmas 25, 022905 (2018).
  24. Y. V. Khotyaintsev, A. Vaivads, M. Andr´e, M. Fujimoto, Retin`o, and C. J. Owen, Phys. Rev. Lett. 105, 165002 (2010).
  25. H. S. Fu, F. Chen, Z. Z. Chen, Y. Xu, Z. Wang, Y. Y. Liu, C. M. Liu, Y. V. Khotyaintsev, R. E. Ergun, B. L. Giles, and J. L. Burch, Phys. Rev. Lett. 124, 095101 (2020).
  26. C. Chang, K. Huang, Q. Lu, S. Lu, X. Yu, R. Wang, L. Sang, and X. Gao, Astrophys. J. 933, 67 (2022).
  27. V. Angelopoulos, W. Baumjohann, C. F. Kennel, F. V. Coroniti, M. G. Kivelson, R. Pellat, R. J. Walker, H. Lu¨hr, and G. Paschmann, Journal of Geophysical Research: Space Physics 97(A4), 4027 (1992).
  28. J. E. Borovsky, R. C. Elphic, H. O. Funsten, and M. F. Thomsen, Journal of Plasma Physics 57(1), 1 (1997).
  29. J. E. Borovsky and H. O. Funsten, Journal of Geophysical Research: Space Physics 108(A7), 9–1 (2003).
  30. R. E. Ergun, K. A. Goodrich, F. D. Wilder et al. (Collaboration), Geophys. Res. Lett. 45(8), 3338 (2018).
  31. H. S. Fu, Y. Xu, A. Vaivads, and Y. V. Khotyaintsev, The Astrophysical Journal Letters 870, L22 (2019).
  32. E. E. Grigorenko, M. V. Leonenko, A. Y. Malykhin, L. M. Zelenyi, and H. S. Fu, Journal of Geophysical Research: Space Physics 129(6), e2023JA032318 (2024).
  33. E. Grigorenko, M. Leonenko, A. Y. Malykhin, L. Zelenyi, and H. Fu, Cosm. Res. 62(6), 574 (2024).
  34. M. V. Leonenko, E. E. Grigorenko, and L. M. Zelenyi, Atmosphere 14(4), 1 (2023).
  35. O. O. Tsareva, M. V. Leonenko, E. E. Grigorenko, H. V. Malova, V. Y. Popov, and L. M. Zelenyi, Geophys. Res. Lett. 51(8), e2023GL106867 (2024).
  36. R. Fermo, J. Drake, and M. Swisdak, Phys. Rev. Lett. 108(25), 255005 (2012).
  37. Y. Yi, M. Zhou, L. Song, Y. Pang, and X. Deng, Geophys. Res. Lett. 49(6), e2022GL098124 (2022).
  38. S. Y. Huang, M. Zhou, Z. G. Yuan, H. S. Fu, J. S. He, F. Sahraoui, N. Aunai, X. H. Deng, S. Fu, Y. Pang, and D. D. Wang, Journal of Geophysical Research: Space Physics 120(8), 6188 (2015).
  39. H. S. Fu, A. Vaivads, Y. V. Khotyaintsev, M. Andr´e, J. B. Cao, V. Olshevsky, J. P. Eastwood, and A. Retin`o, Geophys. Res. Lett. 44(1), 37 (2017).
  40. R. Torbert, C. Russell, W. Magnes et al. (Collaboration), Space Sci. Rev. 199, 105 (2016).
  41. C. Pollock, T. Moore, A. Jacques et al. (Collaboration), Space Sci. Rev. 199, 331 (2016).
  42. X. Li, R. Wang, Q. Lu, C. T. Russell, S. Lu, I. J. Cohen, R. Ergun, and S. Wang, Nat. Commun. 13(1), 3241 (2022).
  43. C. X. Du, Z. Wang, H. S. Fu, W. D. Fu, J. B. Cao, E. Grigorenko, and Y. Yu, Geophys. Res. Lett. 51(16), e2024GL110017 (2024).
  44. Z. H. Yao, I. J. Rae, R. L. Guo, A. N. Fazakerley, C. J. Owen, R. Nakamura, W. Baumjohann, C. E. J. Watt, K. J. Hwang, B. L. Giles, C. Russell, R. B. Torbert, A. Varsani, H. S. Fu, Q. Q. Shi, and X.-J. Zhang, Journal of Geophysical Research: Space Physics 122(4), 4335 (2017).
  45. C. X. Du, H. S. Fu, J. B. Cao, E. Grigorenko, Z. Z. Chen, Z. Wang, Z. Z. Guo, Z. Y. Xu, and W. D. Fu, Geophys. Res. Lett. 52(6), e2024GL114392 (2025).
  46. S. Y. Huang, K. Jiang, Z. G. Yuan, M. Zhou, F. Sahraoui, H. S. Fu, X. H. Deng, Y. V. Khotyaintsev, X. D. Yu, L. H. He, D. Deng, C. J. Pollock, R. B. Torbert, and J. L. Burch, Geophys. Res. Lett. 46(2), 580 (2019).
  47. X. Li, R. Wang, C. Huang, Q. Lu, S. Lu, J. Burch, and S. Wang, Astrophys. J. 936(1), 34 (2022).
  48. M. V. Leonenko, E. E. Grigorenko, L. M. Zelenyi, H. V. Malova, A. Y. Malykhin, V. Y. Popov, and J. Bu¨chner, Journal of Geophysical Research: Space Physics 126(11), e2021JA029641 (2021).
  49. P. Robert, M. W. Dunlop, A. Roux, and G. Chanteur. ISSI Scientific Report SR-001, Bern, Switzerland (1998).
  50. C. C. Harvey, ISSI Scientific Report SR-001, Bern, Switzerland (1998).
  51. J. Bu¨chner and L. M. Zelenyi, Journal of Geophysical Research: Space Physics 94(A9), 11821 (1989).
  52. A. Kakad, B. Kakad, C. Anekallu, G. Lakhina, Y. Omura, and A. Fazakerley, Journal of Geophysical Research: Space Physics 121(5), 4452 (2016).
  53. R. Wang, I. Y. Vasko, A. V. Artemyev, L. C. Holley, S. R. Kamaletdinov, A. Lotekar, and F. S. Mozer, Geophys. Res. Lett. 49(8), e2022GL097919 (2022).
  54. R. Nakamura, V. A. Sergeev, W. Baumjohann et al. (Collaboration), Geophys. Res. Lett. 43(10), 4841 (2016).
  55. T. G. Forbes, E. W. Hones, S. J. Bame, J. R. Asbridge, G. Paschmann, N. Sckopke, and C. T. Russell, Geophys. Res. Lett. 8(30, 261 (1981).
  56. E. Grigorenko, L. Zelenyi, M. Dolgonosov, A. Artemiev, C. Owen, J.-A. Sauvaud, M. Hoshino, and M. Hirai, Space Sci. Rev. 164, 133 (2011).
  57. C. X. Du, H. S. Fu, J. B. Cao, Z. Wang, E. Grigorenko, and W. D. Fu, Geophys. Res. Lett. 51(20), e2024GL112003 (2024).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences