Two-Dimensional Description of Nonlinear Wave Perturbations in the Dusty Saturn’s Magnetosphere

S. I. Kopnin; Копнин С. И.; D. V. Shokhrin; Шохрин Д. В.; S. I. Popel; Попель С. И.

doi:10.31857/S0367292123600279

Двумерное описание нелинейных волновых возмущений в запыленной магнитосфере Сатурна

Авторы: Копнин С.И.¹, Шохрин Д.В.², Попель С.И.¹
Учреждения:
1. Институт космических исследований РАН
2. Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”
Выпуск: Том 49, № 6 (2023)
Страницы: 582-589
Раздел: ПЫЛЕВАЯ ПЛАЗМА
URL: https://rjpbr.com/0367-2921/article/view/668514
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292123600279
EDN: https://elibrary.ru/WYHAGS
ID: 668514

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Представлено двумерное описание нелинейных пылевых звуковых волн в запыленной магнитосфере Сатурна, которая содержит электроны двух сортов (горячие и холодные), подчиняющиеся каппа-распределению, ионы магнитосферы, а также заряженные пылевые частицы. Для условий запыленной магнитосферы Сатурна приведен вывод уравнения Кадомцева–Петвиашвили, описывающего нелинейную динамику почти одномерных волновых структур. Рассмотрена возможность распространения локализованных волновых структур типа пылевых звуковых солитонов. Показано, что в условиях магнитосферы Сатурна существуют решения уравнения Кадомцева–Петвиашвили в виде одномерных солитонов и двумерных N-солитонов. Обсуждаются возможные наблюдения рассматриваемых солитонов в будущих космических миссиях.

Ключевые слова

пылевая плазма, уравнение Кадомцева–Петвиашвили, пылевые звуковые солитоны, каппа-распределение, магнитосфера Сатурна

Список литературы

Попель С.И. // Природа. 2015. № 9. С. 48.
Wahlund J.-E., André M., Eriksson A.I.E., Lundberg M., Morooka M.W., Shafiq M., Averkamp T.F., Gurnett D.A., Hospodarsky G.B., Kurth W.S., Jacobsen K.S., Peder-sen A., Farrell W., Ratynskaia S., Piskunov N. // Planet. Space Sci. 2009. V. 57. P. 1795.
Yaroshenko V.V., Ratynskaia S., Olson J., Brenning N., Wahlund J.-E., Morooka M., Kurth W.S., Gurnett D.A., Morfill G.E. // Planet. Space Sci. 2009. V. 57. P. 1807.
Sittler, Jr. E.C., Ogilvie K.W., Scudde J.D. // J. Geophys. Res. 1983. V. 88. P. 8847.
Barbosa D.D., Kurth W.S. // J. Geophys. Res. 1993. V. 98. P. 9351.
Koen E.J., Collier A.B., Maharaj S.K., Hellberg M.A. // Phys. Plasmas. 2014. V. 21. P. 072122.
Popel S.I., Zelenyi L.M., Golub’ A.P., Dubinskii A.Yu. // Planet. Space Sci. 2018. V. 156. P. 71.
Голубь А.П., Попель С.И. // Письма ЖЭТФ. 2021. Т. 113. С. 440.
Schippers P., Blanc M., Andre N., Dandouras I., Lewis G.R., Gilbert L.K., Persoon A.M., Krupp N., Gurnett D.A., Coates A.J., Krimigis S.M., Young D.T., Dougherty M.K. // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. P. A07208.
Yeager A. // Nature. 2008. https://doi.org/10.1038/news.2008.1254
Pécseli H.L., Lybekk B., Trulsen J., Eriksson A. // Plasma Phys. Controlled Fusion. 1997. V. 39. P. A227.
Попель С.И. // Физика плазмы. 2001. Т. 27. С. 475.
Копнин С.И., Косарев И.Н., Попель С.И., Ю М. // Физика плазмы. 2005. Т. 31. С. 224.
Копнин С.И., Шохрин Д.В., Попель С.И. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 163.
Петвиашвили В.И., Похотелов О.А. Уединенные волны в плазме и атмосфере. М.: Энергоатомиздат, 1989.
Копнин С.И., Попель С.И. // Письма ЖТФ. 2019. Т. 45. С. 26.
Копнин С.И., Морозова Т.И., Попель С.И. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. С. 831.
Копнин С.И., Попель С.И. // Письма ЖТФ. 2021. Т. 47. С. 29.
Banerjee G., Maitra S. // Phys. Plasmas. 2015. V. 22. P. 043708.
Rubab N., Murtaza G. // Physica Scripta. 2006. V. 73. P. 178.
Кассем А.И., Копнин С.И., Попель С.И., Зеле-ный Л.М. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 345.
Кассем А.И., Копнин С.И., Попель С.И., Зеле-ный Л.М. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 871.
Belashov V.Yu., Vladimirov S.V. Solitary Waves in Dispersive Complex Media. Theory. Simulation. Applications. Berlin: Springer, 2005. 292 p.
Белашов В.Ю. // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57. С. 1.
Абловиц М.Ж., Сегур Х. Солитоны и метод обратной задачи. M.: Наука, 1987.