Физика околоземного космического пространства. Гл. 1 / Рос. акад. наук, Кол. науч. центр, Поляр. геофиз. ин-т. – Апатиты : [б. и.], 2000. – 216 с.

Глава 1 . Магнитосферно-ионосферные связи высотах порядка 1 R e над Землей. Однако проблема отождествления области в плазменном слое, куда проецируются дуги сияний (другими словами, та область, где происходит генерация потоков электронов, направленных вдоль силовых линий к Земле), окончательно не решена. Плазменный слой можно разделить на две основные области: внутреннюю, содержащую квазидипольные силовые линии, и область токового слоя, где силовые линии сильно вытянуты. Квазидипольные силовые линии характеризуются большими значениями вертикального магнитного поля в экваториальной плоскости (десятки и сотни нанотесл), что сравнимо с величиной магнитного поля вне плазменного слоя на тех же расстояниях от Земли. Для токового слоя значения вертикального магнитного поля составляют лишь несколько нанотесл. Эти значения много меньше величин поля в долях хвоста на тех же расстояниях от Земли, т.е. выполняется соотношение B z e « B х/, где Bze - вертикальный компонент магнитного поля в токовом слое; Вх/ - горизонтальный компонент поля в долях. (Более детальное описание различных доменов плазменного слоя можно найти, например, в работах Фельдштейна и Гальперина (1996), Вейс с соавторами (Weiss et al., 1992), Элфинстоуна с соавторами (Elphinctone et al., 1993). Чтобы дать количественное описание области источника дуг в плазменном слое, мы использовали идею о формировании в магнитосфере границ изотропии за счет смены режима движения частиц в экваториальной плоскости магнитосферы. Известно, что если радиус кривизны силовой линии сравним с радиусом ларморовского вращения частицы, ее движение перестает быть адиабатическим. Более точные оценки (Sergeev et al., 1993) показали, что частица перестает быть замагниченной и движение становится хаотичным при следующем соотношении Rc й2 , mVc dBx , ^ Q 7 =SzCT )s8' <L76> где Rc - радиус кривизны силовой линии; р - гирорадиус частицы; V - скорость частицы, В? и Вх ~ компоненты магнитного поля. Равенство соответствует границе изотропии. На рисунке 1.26, взятом из работы Сергеева (Sergeev et al., 1993), изображены силовые линии магнитного поля согласно модели Цыганенко (Tsyganenko, 1989). Горизонтальные пунктирные линии показывают уровень магнитного поля на экваторе, при котором условие ( 1 76) выполняется для энергичных (>30 кэВ) электронов и протонов. Для электронов эта величина составляет 5-10 нТ, для протонов - 30-50 нТ Соответственно, на силовых линиях, где выполняется условие (176) будет находиться граница изотропии энергичных частиц, которая может 64