Признаки стационарного магнитного пересоединения в...

20
Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре Ю. Л. Сасунов, В. С. Семенов СС. Петербургский университет Thanks to N. Erkaev, M. Heyn, H. Biernat and I. Kubyshkin

description

Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре. Ю. Л. Сасунов, В. С. Семенов С С. Петербургский университет. Thanks to N. Erkaev, M. Heyn, H. Biernat and I. Kubyshkin. Sites for reconnection in magnetosphere. “ Standard Model ” of Flares. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Признаки стационарного магнитного пересоединения в...

Page 1: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

Признаки стационарного магнитного пересоединения в

солнечном ветреЮ. Л. Сасунов, В. С. Семенов

СС. Петербургский университет

Thanks to N. Erkaev, M. Heyn,H. Biernat and I. Kubyshkin

Page 2: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

Sites for reconnection in magnetosphere

Page 3: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

“Standard Model” of Flares

Page 4: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

Reconnection at the Leading Edge of an ICME

After J. Gosling

Page 5: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре
Page 6: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

Results from Study of Initial 49 Exhausts Identified in the ACE 64-s Data (~1.3 events/month)

Most of the exhausts were associated with relatively large field shear angles.

Typical exhaust crossing times were 10 minutes - exhaust widths ~ 2.4 x 105 km.

After J. Gosling

Page 7: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

This is the largest exhaust yet identified in the solar wind and demonstrates prolonged reconnection at an extended and continuous X-line.

Gosling et al., GRL 2007

Reconnection event 31.08 – 1.09.2001

Page 8: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

Normal coordinates LMN

Page 9: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

Riemann problem for reconnection

B a

C

S

S

A

B b

B n

A

A

(R)

(R )

S-

S-

C

Heyn, Biernat, Rijnbeek, and Semenov, The Structure of Reconnection Layers,J. Plasma Phys., 1988.

Page 10: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

Decay of discontinuity

BV

S-

B a

C

S

S

A

B b

Page 11: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

A

S

C

S AExhaust

B a

B b

A

S

C

S

A

Exhaust

B a

B b

Structure of reconnection layer

3-D view 2-D projection

Page 12: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

Alfven discontinuityAlfven discontinuity

Shock waveShock wave

)1(

,8

0}{

0}{

0))}((41

)21

({

0}41

{

0)}(81

{

0}{

2

22

222

p

BpP

ãäå

VBVB

B

VBBBVVV

BBVV

BBVP

V

nttn

n

nnn

tntn

ntn

n

01

01

00101

011

)||)(sgn(

||

pp

VVbmBVV

BbB

AAnA

)1)(1(1)(

4

)1)(1(21

1

))(||)(sgn(

||

2

1

2

2

0

2

01002

012

G

BP

ãäå

GVbVmBVV

BbB

a

a

AAn

)(||)(||||

))(sgn(

||1

))(||)(sgn(

))(||)(sgn(

||||

~

0

~

0

00

~

00

~

~

0

~

10

~~

0

0100

0

~~

0

GVGVh

VVVVmBnh

hh

b

GVbVmBV

GVbVmBV

BB

AA

AA

AAn

AAn

Page 13: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

0

)(

nB

tVnVnR nSW

Sat1

Sat2

Sat3

WindACEGeotail

Page 14: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

0 1 2 3 4 5 6-100

0

100

Vx

0 1 2 3 4 5 6-100

0

100

Vy

0 1 2 3 4 5 6-50

0

50

Vz

0 1 2 3 4 5 6-10

0

10

Bx

0 1 2 3 4 5 6-5

0

5

By

0 1 2 3 4 5 6-5

0

5

Bz

0 1 2 3 4 5 60

2

4

AS C S A

Reconnection event on 31 Aug – 1 Sep 2001 (WIND)

Page 15: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

Reconnection event on 31 Aug – 1 Sep 2001 (GEOTAIL)

0 1 2 3 4 5 6-200

0

200Vx

0 1 2 3 4 5 6-100

0

100

Vy

0 1 2 3 4 5 6-50

0

50

Vz

0 1 2 3 4 5 6-5

0

5

Bx

0 1 2 3 4 5 6-5

0

5

By

0 1 2 3 4 5 6-5

0

5

Bz

0 1 2 3 4 5 60

1

2

AS C AS

Page 16: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

Reconnection event on 31 Aug – 1 Sep 2001 (ACE)

0 1 2 3 4 5 6-50

0

50Vx

0 1 2 3 4 5 6-100

0

100

Vy

0 1 2 3 4 5 6-50

0

50

Vz

0 1 2 3 4 5 6-5

0

5

Bx

0 1 2 3 4 5 6-5

0

5

By

0 1 2 3 4 5 6-5

0

5

Bz

0 1 2 3 4 52

4

6

AS C AS

Page 17: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

Interaction of solar wind with ICME

With reconnectionafter Erkaev N. V.

Page 18: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

No reconnection after Erkaev N. V.

Pudovkin and Bogdanova, Geomag. Aeronomy, 2002

Interaction of solar wind with ICME

Page 19: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре

Reconnection in the solar wind:

Occurs at thin current sheets that separate distinctly different plasma states (tangential discontinuities).

Commonly is quasi-stationary and typically occurs at extended X-lines (~390 Re Phan et al. 2006, ~600 Re Gosling et al. 2007)

Produces Petschek-type exhausts of roughly Alfvenic jetting plasma bounded by rotational discontinuity-slow shock structure that bifurcate the original thin current sheet.

Slows down ICMEs with low magnetic shear and accelerates ICMEs with high shear.

Page 20: Признаки стационарного магнитного пересоединения в солнечном ветре