Physics of auroral phenomena : proceedings of the 34th Annual seminar, Apatity, 01 - 04 March, 2011 / [ed.: A. G. Yahnin, A. A. Mochalov]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2011. - 231 с. : ил.

Синхронные суббуревые возрастания потоков электронов и ионов в ближней магнитосфере Themis Е, electrons Рис. 2. Антикорреляция потоков низко (3) и высокоэнергичных (2) электронов. Рост электронных потоков с энергиями 1-10 кэВ на фронте волны диполяризации сопровождается также возрастанием потоков ионов (протонов). На рисунке 3 приведен типичный пример. Рисунок представляет 10-минутный интервал данных с временным разрешением 3 секунды. Усиление потоков электронов (1) и ионов (2) в пределах временного разрешения детектора происходит одновременно, даже для ионов с энергиями около 1 кэВ. Направленная скорость таких ионов около 500 км/сек. Если бы эти ионы были ускорены в хвосте, на 15-20 Re, спутника они достигли бы не раньше, чем через 1.5-2 минуты. В отличие от предыдущих случаев, рисунок 3 показывает и наличие ранее ускоренных 10-кэвных электронов и ионов, по- видимому, оставшихся во внутренней магнитосфере от предыдущей суббури (интервал времени 02:50-02:56 UT). При прохождении волны диполяризации растет их количество и средняя энергия (3-4), при этом также можно отметить признаки антикорреляции потоков электронов низких и высоких энергий. То, что ускорение частиц явно связано с некоторой токовой плазменной неустойчивостью, показывает тот факт, что быстрые вариации магнитного поля заметно опережают (на 20-30 сек.) возрастание потоков частиц (интервал 02:56-02:57 UT). Данные индукционого магнитометра (128 отсчетов в секунду), показывают, что характерный временной масштаб развития такой неустойчивости всего несколько секунд (6). Обсуждение и выводы Считается, что три главных процесса, сопровождающих суббурю - пересоединение, диполяризация и авроральный брейкап являются тремя различными проявлениями некого единого взрывного процесса. Кратко перечислим основные экспериментальные факты, известные на данный момент: 1. На предварительной фазе суббури, за 30-40 минут перед брейкапом спутники регистрируют возрастание потоков энергичных электронов (и ионов) с энергиями 30-100 кэВ. Высыпания их в ионосферу хорошо видны на стратосферных баллонах в тормозном рентгеновском излучении [9]. На кадрах ТВ камеры они связаны с малоактивными северными структурами сияний, предваряющие брейкап на южном горизонте [6]. От северных структур сияний отделяются движущиеся к югу слабые светящиеся структуры. 2. Прохождение фронта диполяризации сопровождается ускорением местных электронов и ионов до энергий 10-30 кэВ. Примерно в этот интервал времени в ионосфере наблюдается брейкап, т.е. расширение к северу интенсивных ярких сияний. Южнее их развиваются пульсирующие сияния. 3. Через 5-10 минут после брейкапа на спутниках THEMIS наблюдаются интенсивные потоки электронов с энергиями 30-500 кэВ. Можно предложить предварительную схему развития суббури, в которой пересоединение, брейкап и диполяризация рассматриваются как три связанных, но отдельных явления: На предварительной фазе суббури (около 30-40 минут до брейкапа) происходит накопление энергии солнечного ветра (вытягивание в хвост силовых линий, усиление токов поперек хвоста). Одновременно с этим (или немного позже) на 15-25 Re начинается процесс квазистационарного пересоединения, наполняющего внутреннюю магнитосферу горячей плазмой (северные структуры сияний и их смещение к югу). Достижение критической плотности тока поперек хвоста (следствие насыщения горячей плазмой и уменьшения толщины токового слоя) вызывает развитие плазменной неустойчивости на 10-12 Re. 27