PPL: волны Альвена приводят к генерации тепла в магнитосфере

Небольшая группа астрофизиков из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе совместно с коллегами из Техасского университета в Далласе и Университета Колорадо в Боулдере обнаружила доказательства того, что волны Альвена (Альвеновские волны) в космической плазме ускоряют ионные пучки, что приводит к созданию мелкомасштабных акустических волн, которые, в свою очередь, генерируют тепло в магнитосфере.

В своем исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, группа использовала данные миссии Magnetospheric Multiscale (MMS) с участием четырех космических аппаратов, которая состоялась в 2015 году, чтобы доказать теорию о генерации тепла в магнитосфере .

В течение нескольких лет астрономы изучали воздействие солнечного ветра, ударяющего по магнитопаузе, которая определяет внешние края магнитосферы. Предыдущие исследования показали, что по мере прибытия солнечного ветра генерируются волны Альвена, и полученная энергия нагревает плазму в магнитосфере. Однако плазма там слишком тонкая, чтобы вызвать каскад.

Чтобы объяснить, что происходит, исследователи предположили, что волны Альфвена ускоряют ионные пучки, что приводит к созданию акустических волн , которые, в свою очередь, генерируют тепло. В этой новой попытке исследователи нашли доказательства такой цепочки событий, подкрепляющие теории.

Исследователи проанализировали данные MMS. Уникальное предприятие включало четыре космических аппарата, которые пролетели вместе в особой конфигурации через магнитосферу над регионами Земли, переживающими сумерки. Это позволило аппарату наблюдать крупномасштабные топические преобразования и движение альфвеновской волны. Конфигурация также позволила космическому аппарату отслеживать движение ионов в окружающей плазме.

Исследовательская группа обнаружила, что такие данные можно использовать для доказательства теории, предполагающей, что тепло, генерируемое ионными пучками, является средством преобразования волн Альвена в тепло.

Приборы на борту космического корабля показали, что изменение магнитного давления в волнах Альвена синхронизировано с колебаниями плотности ионов и окружающим электрическим полем. Они также показали, что скорость ионных пучков совпадает со скоростью волны Альвена.

Уверенные в том, что данные подтвердили теории, касающиеся генерации тепла в магнитосфере, исследователи создали симуляции действия по мере его развития. Моделирования соответствовали как теории, так и наблюдениям, которые они сделали.