Pulsacje Kilometrowego Promieniowania Radiowego Ziemi (AKR) na częstotliwościach magnetosferycznych pulsacji Pc1

Transkrypt

1 Pulsacje Kilometrowego Promieniowania Radiowego Ziemi (AKR) na częstotliwościach magnetosferycznych pulsacji Pc1 Roman Schreiber Centrum Badań Kosmicznych PAN 1 / 27

2 Zorza polarna (Iowa) 2 / 27

3 Zorza widziana z orbity wokółziemskiej 3 / 27

4 Mapa występowiania zórz Elias Loomis (1860) 4 / 27

5 Zorza jest produktem ubocznym znacznie bardziej rozległych zjawisk 5 / 27

6 Prosta klasyfikacja obszarów związanych z generacją zórz i AKR 6 / 27

7 Źródło AKR - I Mutel et al., 2006 Ergun et al., / 27

8 Źródło AKR - II Warunki niezbędne dla niestabilności masera cyklotronowego (Mutel, 2006) fpe/fce << 1 f/ vperp > 0 tzn. rozkład prędkości w kształcie podkowy Ziemski AKR: powstaje na liniach sił pola magnetycznego w obszarach akceleracji powyżej strefy zórz AKR zaobserwowano dla wszystkich planet jowiszopodobnych Może być również odpowiedzialne za promieniowanie radiowe gwiazd i AGN Begelman, Ergun, Rees 2005 ApJ 8 / 27

9 Źródło AKR - III Ergun et al., / 27

10 Związek źródeł AKR z dyskretnymi łukami zorzowymi Mutel, / 27

11 Pulsacje AKR - I 11 / 27

12 Pulsacje AKR - II 12 / 27

13 Popatrzmy teraz na AKR w znacznie krótszej skali czasowej... (1) (2) (3) 13 / 27

14 Jak to widać z czterech satelitów misji CLUSTER 14 / 27

15 Wąsy na niskich częstotliwościach 15 / 27

16 Ewolucja mocy AKR w czasie (zintegrowanej w pasmie emisji) s Time [s] / 27

17 Widmo półgodzinne Cluster SC2 spacecraft 18h 30m to 19h 10m UT 17 / 27

18 20 sekund... MLT = 6.88 MLAT = -72o L = / 27

19 Widmo pulsacji AKR (FFT 2180 pts) 8 sekund 19 / 27

20 Widmo z nałożonymi uśrednionymi profilami intensywności 20 / 27

21 Dryf struktur w czasie 21 / 27

22 Dryf struktur w funkcji częstotliwości 22 / 27

23 Prędkości źródeł AKRw funkcji wysokości generacji 23 / 27

24 Jeszcze inny przykład - striations zmieszane z pulsacjami 24 / 27

25 Data początek UT czas trwania [s] Fpuls [Hz] f [khz] Jun 22, :45: Aug 3, :16: :27: :28: :40: :44: :50: :51: :58: :58: :58: :16: :16: :44: :48: :48: / 27

26 Związki z aktywnością magnetosferyczną (?) 16 maja 2005 między 1327 UT a 1448 UT miało miejsce 13 zjawisk Pc1-AKR w trakcie fazy powrotnej silnej burzy magnetycznej która rozpoczęła się dzień wcześniej 15 maja 2005 o 0500 UT. ACE: max Bsolar wind ~ 57 nt max Vsolar wind ~ 1000 km/s 26 / 27

27 Podsumowanie pulsacje AKR w zakresie Pc1 tłumaczymy obecnością we wnęce zorzowej inercyjnych fal Alfvena powstających na wysokościach ~ km z fal Pc1 (EMIC) propagujących się z odległych obszarów magnetosfery prędkości i kierunek dryfu struktur AKR pasują do prędkości inercyjnych fal Alfvena propagujących się w kierunku Ziemi z prędkościami km/s zmieniające się podłużne pola elektryczne produkują okresowo niestabilne rozkłady elektronów odpowiedzialne za generację AKR zjawisko jest b.rzadkie, możliwym wytłumaczeniem jest fakt, że czasy lokalne generacji AKR i pulsacji zachodzą słabo na siebie szczegóły w pracy J.Hanasz, R.Schreiber, J.Pickett, H. de Feraudy (2008) AKR pulsations at Pc1 frequencies, Geophysical Research Letters, doi: /2008gl / 27