Вестник Кольского научного центра РАН. 2010, №2.

Плазмопауза, вблизи которой располагается источник пульсаций Рс1 и протонных пятен, обычно находится внутри геостационарной орбиты, в то время как плазмосферный плюм (область источника протонных дуг и IPDP) может простираться за геостационарную орбиту. Это согласуется с данными, полученными в работе [1], где показано, что во время регистрации пульсаций Pc1 и IPDP плотность холодной плазмы на геостационарной орбите отличается на порядок и составляет, соответственно, единицы см-3и десятки см-3. Вспышки протонных сияний на дневной стороне субавроральной зоны, по-видимому, не связаны непосредственно с плазмосферой и могут наблюдаться за плазмопаузой [7]. Превышение порога циклотронной неустойчивости определяется, очевидно, увеличением анизотропии горячих протонов в областях магнитосферы, подвергшихся сжатию в результате резкого изменения динамического давления солнечного ветра [25]. Авторы работы [7] по данным геосинхронных спутников анализировали параметры плазмы и горячих частиц в области, куда проектируются протонные сияния во время вспышек и сделали вывод, что изменение этих параметров во время поджатия магнитосферы, действительно, должно привести к увеличению инкремента циклотронной неустойчивости. Субавроральные протонные сияния делают «видимой» ионосферную проекцию магнитосферного домена, в котором развивается ионно-циклотронное взаимодействие. Визуализация источника и проектирование его в магнитосферу позволяет объяснить некоторые свойства геомагнитных пульсаций. Например, тесная связь квазимонохроматических Рс1 с протонными пятнами означает, что источник этих эмиссий довольно локализован, имеет размеры порядка ~1 RE, что определяет небольшую ширину спектра Рс1. Движение со скоростью коротации азимутальной неоднородности холодной плазмы вокруг Земли вдоль одной и той же L-оболочки и существенное время жизни источника (как следует из динамики протонного пятна в ионосфере) объясняет стабильность частоты Рс1 и продолжительность этих пульсаций, наблюдаемых на сопряженных наземных станциях [10]. Вспышка протонного сияния на дневной стороне во время большого скачка давления солнечного ветра может занимать большой диапазон широт, что соответствует широкому диапазону гирочастот в области магнитосферного источника. Это, очевидно, определяет широкополосный характер всплесков Рс1. Динамика вспышек протонного сияния в ионосфере объясняет вариации верхней частоты в последовательности всплесков Рс1 и дисперсию частоты в отдельных всплесках [12]. Появление «монохроматических» пульсаций Рс1 во время относительно слабых сжатий магнитосферы связано с более локализованными по широте вспышками, которые, вероятно, проектируются на плазмопаузу. По-видимому, в тех случаях, когда увеличение анизотропии горячих протонов не приводит к превышению порога неустойчивости вне плазмосферы, наличие градиента холодной плазмы является дополнительным фактором, способствующим генерации ЭМИЦ волн. Проектирование протонных сияний в экваториальную плоскость магнитосферы показывает, что различные типы пульсаций (очевидно, соответствующие различным режимам циклотронного взаимодействия) генерируются в различных магнитосферных доменах. Пятна и дуги проектируются в окрестность плазмопаузы, где в составе холодной плазмы существенна доля ионов He+. Это объясняет, почему пульсации Рс1 и IPDP наблюдаются на частотах ниже гирочастоты He+. Мощные вспышки проектируются за плазмосферу, где доля ионов He+ незначительна. Как следствие всплески Рс1 наблюдаются на частотах выше He+ и ниже гирочастоты протонов [например, 26]. Выводы В результате сопоставления субавроральных протонных сияний, обусловленных высыпаниями энергичных (E>10 кэВ) протонов, и геомагнитных пульсаций диапазона Рс1 установлена их тесная взаимосвязь. Для всех рассмотренных форм протонных сияний и соответствующих им пульсаций, в частности показано: что: • для наземных станций, расположенных вблизи проекций сияний, время наблюдения пульсаций и сияний совпадает; • максимум широтного распределения интенсивности пульсаций совпадает с широтным положением сияний; • широты (широтные размеры) сияний обратно пропорциональны частотам (частотным диапазонам) соответствующих им пульсаций. Подобная взаимосвязь сияний и пульсаций является убедительным доказательством того, что механизмом, ответственным за субавроральные протонные сияния (как и за генерацию пульсаций диапазона Рс1), является ионно-циклотронная неустойчивость. Пространственное совпадение проекций всех рассмотренных форм сияний (высыпаний протонов) с максимумом в широтном распределении интенсивности пульсаций подтверждает возможность дактированного распространения ЭМИЦ волн от 23