1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика плазмы
  4. T. 49, № 7, 2023

Физика плазмы, 2023, T. 49, № 7, стр. 695-702

Волновые процессы в пылевой плазме у поверхности Меркурия

Ю. Н. Извекова a, *, С. И. Попель a, А. П. Голубь a

a Институт космических исследований РАН
Москва, Россия

* E-mail: izvekova@iki.rssi.ru

Поступила в редакцию 29.03.2023
После доработки 25.04.2023
Принята к публикации 29.04.2023

Аннотация

Обсуждаются волновые процессы в пылевой плазме у поверхности Меркурия. Приповерхностные слои экзосферы Меркурия имеют ряд схожих черт с приповерхностными слоями экзосферы Луны: над освещенной стороной планеты в них также присутствуют пылевые частицы, которые в результате фотоэффекта приобретают положительные заряды. Меркурий имеет свою магнитосферу, которая защищает поверхность от частиц солнечного ветра, однако в областях магнитных полюсов солнечный ветер может достигать поверхности планеты, таким образом, в зависимости от области локализации над поверхностью Меркурия пылевые частицы одного размера приобретают разные по величине заряды. При наличии градиента концентрации электронов в магнитном поле в пылевой плазме у поверхности Меркурия может возникать дрейфовая турбулентность. В присутствии солнечного ветра, который имеет скорость около 400 км/с относительно плазмы у поверхности планеты, возможна генерация продольных электростатических колебаний с частотами, определяемыми электронной плазменной частотой. Волновые процессы рассматриваются с учетом различия параметров в афелии и в перигелии орбиты Меркурия, а также с учетом того факта, находятся ли пылевые частицы вблизи магнитных полюсов или вдалеке от них.

Ключевые слова: пылевая плазма, Меркурий, магнитосфера, электростатические колебания, дрейфовые волны

Список литературы

  1. Berg O.E., Richardson F.F., Burton H. // Apollo 17 preliminary science report. NASA Spec. Publ. 16-1–16-9. SP-330. 1973.

  2. Berg O.E., Wolf H., Rhee J. // Interplanetary Dust and Zodiacal Light / Eds H. Elsässer, H. Fechtig. N.Y.: Springer, 1976. P. 233.

  3. Määttänen A., Listowski C., Montmessin F., Maltagliati L., Reberac A., Joly L., Bertaux J. L. // Icarus. 2013. V. 223. P. 892.

  4. Fedorova A.A., Montmessin F., Rodin A.V., Korablev O.I., Määttänen A., Maltagliati L., Bertaux J.L. // Icarus. 2014. V. 231. P. 239.

  5. Montmessin F., Bertaux J.L., Quémerais E., Korablev O., Rannou P., Forget F., Perriera S., Fussend D., Lebon-noisc S., Rébéraca A. // Icarus. 2006. V. 183 (2). P. 403.

  6. Montmessin F., Gondet B., Bibring J.P., Langevin Y., Drossart P., Forget F., Fouchet T. // J. Geophys. Res.: Planets. 2007. V. 112 (E11).

  7. Извекова Ю.Н., Попель С.И. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 1010.

  8. Голубь А.П., Попель С.И. // Письма ЖЭТФ. 2021. Т. 113. С. 440.

  9. Голубь А.П., Попель С.И. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. С. 741.

  10. Zakharov A.V., Popel S.I., Kuznetsov I.A., Borisov N.D., Rosenfeld E.V., Skorov Yu., Zelenyi L.M. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29. P. 110501.

  11. Копнин С.И., Шохрин Д.В., Попель С.И. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 163.

  12. Reuter D.C., Simon A.A., Hair J., Lunsford A., Manthripragada S., Bly V., Bos B., Brambora C., Caldwell E., Casto G., Dolch Z., Finneran P., Jennings D., Jhabva-la M., Matson E., McLelland M., Roher W., Sullivan T., Weigle E., Wen Y., Wilson D., Lauretta D.S. // Space Sci. Rev. 2018. V. 214. P. 54.

  13. Watanabe S., Hirabayashiv, Hirata N., Hirata Na., Noguchi R., Shimaki Y., Ikeda H., Tatsumi E., Yoshikawa M., Kikuchi S., Yabuta H., Nakamura T., Tachibana S., Ishihara Y., Morota T., Kitazato K., Sakatani N., Matsumoto K., Wada K., Senshu H., Honda C., Michikami T., Takeuchi H., Kouyama T., Honda R., Kameda S., Fuse T., Miyamoto H., Komatsu G., Sugita S. et al. // Science. 2019. V. 364. P. 268.

  14. Gulkis S., Frerking M., Crovisier J., Beaudin G., Har-togh P., Encrenaz P., Koch T., Kahn C., Salinas Y., Nowicki R., Irigoyen R., Janssen M., Stek P., Hofstadter M., Allen M., Backus C., Kamp L., Jarchow C., Steinmetz E., Deschamps A., Krieg J., Gheudin M., Bockelée-Morvan D., Biver N., Encrenaz T., Despois D., Ip W., Lellouch E., Mann I., Muhleman D., Rauer H., Schloerb P., Spilker T. // Space Sci. Rev. 2007. V. 128. P. 561.

  15. Horanyi M., Sternovsky Z., Lankton M., Dumont C., Gagnard S., Gathright D., Grün E., Hansen D., James D., Kempf S., Lamprecht B., Srama R., Szalay J.R., Wright G. // Space Sci. Rev. 2014. V. 185. P. 93.

  16. Horanyi M., Szalay J.R., Kempf S., Schmidt J., Grün E., Srama R., Sternovsky Z. // Nature. 2015. V. 522. P. 324.

  17. Popel S.I., Zelenyi L.M., Golub’ A.P., Dubinskii A.Yu. // Planet. Space Sci. 2018. V. 156. P. 71.

  18. Domingue D.L., Koehn P.L., Killen R.M., Sprague A.L., Sarantos M., Cheng A.F., Bradley E.T., McClintock W.E. // Space Sci. Rev. 2007. V. 131. P. 161.

  19. Ness N.F., Behannon K.W., Lepping R.P., Whang Y.C. // J. Geophys. Res. 1975. V. 80. P. 2708.

  20. Alexeev I.I., Belenkaya E.S., Slavin J.A., Korth H., Anderson B.J., Baker D.N., Boardsen S.A., Johnson C.L., Purucker M.E., Sarantos M., Solomon S.C. // Icarus. 2010. V. 209. P. 23.

  21. Stanley S., Glatzmaier G.A. // Space Sci. Rev. 2010. V. 152. P. 617.

  22. Dyal P., Parkin C.W., Daily W.D. // Rev. Geophys. 1974. V. 12. P. 568.

  23. Coleman Jr. P.J., Schubert G., Russell C.T., Sharp L.R. // Moon. 1972. V. 4. P. 419.

  24. Le Bars M., Wieczorek M.A., Karatekin O., Cebron D., Laneuville M. // Nature. 2011. V. 479. P. 215.

  25. Wieczorek M.A., Weiss B.P., Stewart S.T. // Science. 2012. V. 335. P. 1212.

  26. Wieczorek M.A. // J. Geophys. Res.: Planets. 2018. V. 123. P. 291.

  27. Mitchell D.L., Halekas J.S., Lin R.P., Frey S., Hood L.L., Acuña M.H., Binder A. // Icarus. 2008. V. 194. P. 401.

  28. https://solarsystem.nasa.gov/missions/mariner-10/in-depth/.

  29. Solomon S.C., McNutt R.L., Gold R.E., Domingue D.L. // Space Sci. Rev. 2007. V. 131. P. 3.

  30. https://www.cosmos.esa.int/web/bepicolombo/home.

  31. Benkhoff J., Murakami G., Baumjohann W., Besse S., Bunce E., Casale M., Cremosese G., Glassmeier K.-H., Hayakawa H., Heyner D., Hiesinger H., Huovelin J., Hussmann H., Iafolla V., Iess L., Kasaba Y., Kobayashi M., Milillo A., Mitrofanov I.G., Montagnon E., Novara M., Orsini S., Quemerais E., Reininghaus U., Saito Y., Santoli F., Stramaccioni D., Sutherland O., Thomas N., Yoshikawa I., Zender J. // Space Sci. Rev. 2021. V. 217. P. 90.

  32. Prockter L.M. // Johns Hopkins APL technical digest. 2005. V. 26 (2). P. 175.

  33. Exner W., Simon S., Heyner D., Motschmann U. // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2020. V. 125. P. e2019JA027691.

  34. Broadfoot A.L., Shemansky D.E., Kumar S. // Geophys. Res. Lett. 1976. V. 3. P. 577.

  35. Potter A., Morgan T. // Science. 1985. V. 229. P. 651.

  36. Bida T.A., Killen R.M., Morgan T.H. // Nature. 2000. V. 404. P. 159.

  37. Попель С.И., Копнин С.И., Голубь А.П., Дольников Г.Г., Захаров А.В., Зеленый Л.М., Извекова Ю.Н. // Астрономич. вестник. Исследования Солнечной системы. 2013. Т. 47. С. 455.

  38. Popel S.I., Golub’ A.P., Zelenyi L.M. // Phys. Plasmas. 2023. V. 30. P. 043701.

  39. Попель С.И., Голубь А.П., Лисин Е.А., Извекова Ю.Н., Атаманюк Б., Дольников Г.Г., Захаров А.В., Зелёный Л.М. // Письма ЖЭТФ. 2016. Т. 103. С. 641.

  40. Zook H. and McCoy J. // Geophys. Res. Lett. 1991. V. 18. P. 2117.

  41. Stubbs T.J., Vondrak R.R., Farrell W.M. // Adv. Space Res. 2006. V. 37. P. 59.

  42. Sternovsky Z., Chamberlin P., Horanyi M., Robertson S., Wang X. // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. P. 10104.

  43. Stubbs T.J., Glenar D.A., Farrell W.M., Vondrak R.R., Collier M.R., Halekas J.S., Delory G.T. // Planet. Space Sci. 2011. V. 59. P.1659.

  44. Izvekova Yu.N., Morozova T.I., Popel S.I. // IEEE Transac. Plasma Sci. 2018. V. 46. P. 731.

  45. Морозова Т.И., Копнин С.И., Попель С.И. // Физика плазмы. 2015. Т. 41. С. 867.

  46. Попель С.И., Морозова Т.И. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 474.

  47. Popel S.I., Kassem A.I., Izvekova Yu.N., Zelenyi L.M. // Phys. Lett. A. 2020. V. 384. P. 126627.

  48. Копнин С.И., Попель С.И. // Письма ЖТФ. 2021. Т. 47. Вып. 9. C. 29.

  49. Извекова Ю.Н., Попель С.И. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 1061.

  50. Walbridge E. // J. Geophys. Res. 1973. V. 78. P. 3668.

  51. Попель С.И., Голубь А.П., Извекова Ю.Н., Афонин В.В., Дольников Г.Г., Захаров А.В., Зелёный Л.М., Ли-син Е.А., Петров О.Ф. // Письма ЖЭТФ. 2014. Т. 99. С. 131.

  52. Willis R.F., Anderegg M., Feuerbacher B., Fitton B. // Photon and Particle Interactions with Surfaces in Space: Proceed. 6th Eslab Symposium. Springer Netherlands. 1973. P. 389.

  53. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: для вузов. В 10 т. Т. Х / Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика. М.: Физматлит, 2002. 536 с.

  54. Popel S.I., Morfll G.E., Shukla P.K., Thomas H. // J. Plasma Phys. 2013. V. 79. P. 1071.

  55. González-Esparza A. // Space Sci. Rev. 2001. V. 97. P. 197.

  56. Rao N.N., Shukla P.K., Yu M.Y. // Planetary Space Sci. 1990. V. 38. P. 543.

  57. Popel S.I., Zelenyi L.M., Atamaniuk B. // Phys. Plasmas. 2015. V. 22. P. 123701.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика плазмы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал