Physics of auroral phenomena : proceedings of the 39th annual seminar, Apatity, 29 February-4 March, 2016 / [ed. board: N. V. Semenova, A. G. Yahnin]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2016. - 167 с. : ил., табл.

“Physics o f Auroral Phenom ena”, Proc. XXXIX Annual Semuiar, A patity, pp. 48-51, 2 0 1 6 © Polar Geophysical Institute, 2016 Polar Geophysical Institute УСКОРЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ ДО РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭНЕРГИЙ ВО ВНЕШНЕМ РАДИАЦИОННОМ ПОЯСЕ ЗА СЧЕТ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С МГД КОЛЕБАНИЯМИ Рс5 ДИАПАЗОНА В. Б. Б елаховский1, В.А. П илип енко1, С.Н. С ам сонов2 1Инст ит ут физики Зем ли РАН, г. М осква 2И нст ит ут космофизических исследований и аэрономии, г. Я к ут ск Аннотация. С использованием данных по магнитному полю и потокам заряженных частиц с геостационарных спутников GOES детально исследовано ускорение электронов во внешнем радиационном поясе Земли с энергий от порядка 40 кэВ до энергий > 2 МэВ. Для характеристики волновой активности магнитосферы в Рс5 диапазоне (1-7 мГц) использован ULF индекс. Возрастание величины потоков МэВ электронов происходит более чем на 1.5 порядка через 1-2 дня после роста ULF индекса и роста потоков кэВ электронов. Показано, что величина роста потоков электронов не зависит от интенсивности геомагнитной бури и может происходить без геомагнитной бури. При этом обнаружена связь величины потока МэВ электронов со скоростью солнечного ветра, наличием скачков в плотности солнечного ветра. В период роста ULF индекса происходит рост АЕ индекса. По-видимому, наличие “затравочных” электронов (50-100 кэВ), инжектируемых при суббуре, является необходимым условием появления релятивистских электронов. Корреляция между периодами с высокой скоростью солнечного ветра и ростом потоков релятивистских электронов с задержкой в 1-2 дня подтверждает идею об ускорении электронов до релятивистских энергий за счет дрейфового резонанса с МГД колебаниями Рс5 диапазона. Динамика РсЗ-5 волн в магнитосфере Земли тесно связана с динамикой частиц. Наблюдаются различные виды взаимосвязей между ними: возбуждение колебаний в результате развития неустойчивостей энергичных частиц, модуляция захваченных и высыпающихся потоков частиц магнитосферными МГД волнами, ускорение группы частиц МГД турбулентностью. Одна из наиболее актуальных проблем космической физики - определение механизма ускорения электронов до релятивистских энергий во время магнитных бурь. Электроны релятивистских энергий могут выводить из строя аппаратуру на спутниках, что может приводить даже к потере спутника. Поэтому в литературе их часто называют “электроны-убийцы” (killer-electrons). Внешний радиационный пояс является динамическим образованием - интенсивность потоков высокоэнергичных электронов (105-107 эВ) может резко возрастать и спадать на 1-3 порядка [Tverskaya et al., 1996]. Резкие возрастания и спады потоков релятивистских электронов регистрируются в широком диапазоне расстояний (от L=3 до L=7). Представление о происхождении электронов с энергией -1 0 0 кэВ связано с адиабатическим ускорением при переносе в область более сильного поля (бетатронное ускорение). В бесстолкновительной магнитосферной плазме ускорение заряженных частиц преимущественно связано с взаимодействием волн и частиц. Один из популярных механизмов основан на идее ускорения и радиальной диффузии частиц при дрейфовом резонансе с Рс5 волнами. Согласно этому сценарию, Рс5 пульсации, возбуждаемые потоками солнечного ветра или протонами кольцевого тока, являются промежуточным агентом, передающим энергию от протонов солнечной плазмы или кольцевого тока ускоренным электронам. Предложенные к настоящему времени модели ускорения электронов неявно основаны на предположении, что волновая накачка энергии осуществляется волнами с параметрами типичных Рс5 пульсаций, в частности с m=l-2 [Elkington et al., 1999] или т= 0 [Liu et al., 1999]. Геосихротронный механизм широко используют для интерпретации ускорения геомагнитными пульсациями релятивистских электронов во время магнитных бурь [Pilipenko et al., 2006]. В данной работе рассмотрены вариации потоков электронов различных энергий на геостационарной орбите за периоды в один месяц для экспериментального доказательства возможности ускорения электронов до релятивистских энергий МГД колебаниями Рс5 диапазона. В работе использовались данные по потокам электронов (40, 75, 475 кэВ, > 0.8 МэВ. > 2 МэВ) и вариациям геомагнитного поля с геостационарных спутников GOES-13, GOES-15. Параметры солнечного ветра брались из базы OMNI. Для характеристики волновой активности магнитосферы в Рс5 частотном диапазоне (1-7 мГц) использовался ULF индекс, разработанный в Институте Физики Земли РАН [Kozyreva et al 2007] ULF индекс считается как по данным спутников GOES, так и по наземным магнитным данным. Был использован 1. Введение 2. Данные 48