Физика авроральных явлений / Акад. наук СССР, Кол. фил. им. С. М. Кирова, Поляр. геофиз. ин-т. – Ленинград : Наука, 1988. – 264 с.

волнами, что означает фактически увеличение эффективной частоты столкновений электронов с ионами. Аномальное сопротивление спо­ собно очень быстро нагревать плазму наавроральных силовых лини­ ях. Если принять, что продольная разность потенциалов 10 кВ при­ ложена к участку силовой трубки длиной 1 ООО км, вдоль которой течет ток плотностью 0.1 А/км^, получаем мощность нагрева ~ 1 0 ^ эВ / (см ^ .с ). При концентрации плазмы 1 см"^ каждая час­ тица нагревается за секунду на ~ 1 Q кэВ. Зеркальная геометрия магнитного поля способна создать про­ дольную разность потенциалов лишь в области продольного тока, текущего вверх. Величина зависит от питч—углового распреде­ ления магнитосферных электронов и от плотности продольного тока. Если электроны распределены изотропно, то их количества в конусе потерь достаточно, чтобы переносить ток =п.ег> т /А- без какой- либо разности потенциалов. Здесь п — концентрация, и т — тепло­ вая скорость электронов. Для типичных параметров (п. = 1 см- ^, и т =Ю® см/с) получаем ^ 0 . 4 А/км^. Уменьшение числа элек­ тронов в конусе потерь, а также усиление продольного тока вызы­ вают рост^г?(|. Поскольку магнитосферная плазма обычно бесстолк— новительна, разность потенциалов концентрируется в тонком двой­ ном слое. Имеется ряд моделей продольного электрического поля, возника­ ющего благодаря зеркальной магнитной геометрии. Модели отлича­ ются различными исходными положениями. В £ l , 5 0 ] предполагает­ ся, что весь продольный ток обусловлен электронами, ускоренными продольной разностью потенциалов. Получена примерная пропорцио­ нальность j (1 и в достаточно широком диапазоне изменения этих величин, что согласуется с экспериментными данными. Не уч­ тено, однако, ускорение ионов продольным полем. Этот эффект, способный существенно повлиять на распределение £ (1 , учтен в [ 6 ] . Постановка задачи была противоположна вышеопи­ санной. Считалось, что горячие магнитосферные электроны вообще не переносят продольного тока. Ток вверх может переноситься толь­ ко ионами ионосферного происхождения, ускоренными направленным вверх электрическим полем. Поскольку ионы предполагались холод­ ными, для непрерывного поддержания тока требовалось, чтобы область ускорения двигалась вниз, приводя в движение все новые порции ионов. В результате трубка с током 1 А/км^ опустошалась за вре­ мя ч. Возможно, что таким способом формируется авроральная полость, наблюдаемая в [ 2 6 ] . Поле, ускоряющее ионы, представля­ ет собой непроходимый барьер для электронов ионосферного проис­ хождения. Выше барьера имеются только горячие магнитосферные электроны, концентрация которых невелика ( ~ 1 см- ) по сравнению с концентрацией ниже барьера (1 0 -1 0 0 см- ^ ) . Для того чтобы ионы уменьшили свою концентрацию в 10-100 раз, их необходимо уско­ рить до энергии порядка 1 0 кэВ. Интересной особенностью решения является его пространственная периодичность, связанная с возник­ новением ионных ленгмюровских колебаний, имеющих амплитуду ~ 1 0 кВ и длину волны вдоль магнитного поля ~ 3 км. Данная за­ 36