火星感应磁层边界不稳定性研究:K-H波及其产生的磁通量绳
Study on the instability in Mars'induced magnetospheric boundary:Kelvin-Helmholtz waves and associated magnetic flux ropes作者机构:中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院深地资源装备技术工程实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049
出 版 物:《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)
年 卷 期:2024年第67卷第9期
页 面:3301-3310页
核心收录:
学科分类:0810[工学-信息与通信工程] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术(可授工学、理学学位)] 070802[理学-空间物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 0706[理学-大气科学] 0702[理学-物理学]
基 金:国家自然科学基金(42330207,42274222,42188101,42025404,41974186,42174188,41674163) 中国科学院先导B计划(XDB41000000) 民用航天预研项目(D020303,D020308,D020103,D020104)资助
摘 要:火星感应磁层边界的等离子体不稳定性,如边界层处速度剪切激发的Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性,对火星感应磁层结构和磁层离子输运过程具有重要的影响.本文利用Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN(MAVEN)卫星搭载的Magnetometer(MAG)和Super Thermal and Thermal Ion Composition(STATIC)仪器所提供的磁场和等离子数据,分析了2018年5月21日火星感应磁层边界处观测到的K-H不稳定性事件,发现在磁场、重离子通量、离子成分与密度、和离子速度上存在五个连续的准周期变化,估算K-H波的周期为~100 s,同时在其中两个K-H涡旋内发现了磁通量绳结构.磁通量绳的轴向方向与边界层法向准垂直,且其中的离子成分与涡旋内电离层等离子体成分接近,表明此处的磁通量绳有可能是在K-H波的发展过程中形成.磁通量绳的整体速度也远大于此处的离子逃逸速度,这可能导致重离子O^(+)和O_(2)^(+)从火星大气中快速逃逸.