Pulsacje Kilometrowego Promieniowania Radiowego Ziemi (AKR) na częstotliwościach magnetosferycznych pulsacji Pc1 Roman Schreiber Centrum Badań Kosmicznych PAN 1 / 27
Zorza polarna (Iowa) 2 / 27
Zorza widziana z orbity wokółziemskiej 3 / 27
Mapa występowiania zórz Elias Loomis (1860) 4 / 27
Zorza jest produktem ubocznym znacznie bardziej rozległych zjawisk 5 / 27
Prosta klasyfikacja obszarów związanych z generacją zórz i AKR 6 / 27
Źródło AKR - I Mutel et al., 2006 Ergun et al., 2000 7 / 27
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
Źródło AKR - III Ergun et al., 2000 9 / 27
Związek źródeł AKR z dyskretnymi łukami zorzowymi Mutel, 2006 10 / 27
Pulsacje AKR - I 11 / 27
Pulsacje AKR - II 12 / 27
Popatrzmy teraz na AKR w znacznie krótszej skali czasowej... (1) (2) (3) 13 / 27
Jak to widać z czterech satelitów misji CLUSTER 14 / 27
Wąsy na niskich częstotliwościach 15 / 27
Ewolucja mocy AKR w czasie (zintegrowanej w pasmie emisji) +0.25-0.47-1.19-1.91-2.63 6s -3.36 0.00 3.68 7.37 Time [s] 11.06 14.75 18.43 16 / 27
Widmo półgodzinne Cluster SC2 spacecraft 18h 30m to 19h 10m UT 17 / 27
20 sekund... MLT = 6.88 MLAT = -72o L = 122 18 / 27
Widmo pulsacji AKR (FFT 2180 pts) 8 sekund 19 / 27
Widmo z nałożonymi uśrednionymi profilami intensywności 20 / 27
Dryf struktur w czasie 21 / 27
Dryf struktur w funkcji częstotliwości 22 / 27
Prędkości źródeł AKRw funkcji wysokości generacji 23 / 27
Jeszcze inny przykład - striations zmieszane z pulsacjami 24 / 27
Data początek UT czas trwania [s] Fpuls [Hz] f [khz] Jun 22, 2003 18:45:56 15 2.7 1.6 47 Aug 3, 2003 13:16:48 11 3.0 57 13:27:08 5 2.2 80 13:28:23 3 3.25 77 13:40:16 12 1.87 75 13:44:58 66 2.05 65 13:50:53 2 3.6 73 13:51:00 12 4.0 2.5 68 13:58:20 4 4.25 70 13:58:54 3 3.0 56 13:58:58 6 4.0 56 14:16:18 10 1. 7 1.3 55 14:16:30 13 2.33 55 14:44:11 53 2.21 57 14:48:11 15 1.73 48 14:48:30 6 1.83 48 25 / 27
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
Podsumowanie pulsacje AKR w zakresie Pc1 tłumaczymy obecnością we wnęce zorzowej inercyjnych fal Alfvena powstających na wysokościach ~ 13 000 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 3 000 15 000 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:10.1029/2008gl034609 27 / 27