Модуляционная неустойчивость электромагнитных волн на Марсе, связанная с пылевой звуковой модой

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Предполагается, что наблюдаемые низкочастотные шумы, регистрируемые на поверхности Марса, могут быть связаны с присутствием в его атмосфере заряженной пылевой компоненты и возникновением в такой системе пылевых звуковых возмущений, которые модулируют электромагнитную волну от Солнца. Также показана возможность данной связи с плазменно-пылевыми процессами в хвостах метеороидов. Описан механизм возбуждения модуляционной неустойчивости электромагнитной волны, связанной с пылевой звуковой модой в атмосфере Марса, а именно в пылевых облаках на высоте 60 и 100 км, где обнаруживается пылевая плазма с частицами из замерзшего углекислого газа. Показано, что развитие модуляционной неустойчивости обусловлено воздействием на пылевую плазму в атмосфере Марса высокочастотных электромагнитных волн как от природных источников (солнечное излучение, молниевые разряды), так и антропогенной природы (от оборудования с космических спутников и со станций на поверхности планеты). Найдены параметры электромагнитных волн накачки, при которых ожидается активное развитие модуляционной неустойчивости электромагнитных волн, связанной с пылевой звуковой модой и значения инкрементов модуляционной неустойчивости. Развитие модуляционной неустойчивости в пылевой плазме марсианских облаков в свою очередь может объяснить возникновение низкочастотных шумов, регистрируемых оборудованием на поверхности Марса. Обсуждается связь наблюдаемых радиошумов в диапазоне от 3 Гц – 3 кГц и плазменно-пылевых процессов в атмосфере Марса, в частности, в пылевых облаках на 60 и 100 км, а также в пылевой плазме хвостов метеороидов, где концентрация пыли высока.

Об авторах

Т. И. Морозова

Институт космических исследований РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: timoroz@yandex.ru
Россия, Москва

С. И. Попель

Институт космических исследований РАН

Email: timoroz@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Попель С. И. Лекции по физике пылевой плазмы. М.: МФТИ, 2012. 160 с.
  2. Gueymard C. // Solar Energy. 2004. V. 76. P. 423.
  3. Альвен Х., Аррениус Г. Эволюция солнечной системы. М.: Мир, 1979. 511 С.
  4. Goertz C.K. // Rev. Geophys. 1989. V. 27. P. 271.
  5. Drain B.T. Physics of the Interstellar and Intergalactic Medium. Princeton Univ. press, 2011. 540 P.
  6. Морозова Т.И., Гарасев М.А., Кузнецов И.А. // Изв. вузов. Радиофизика. 2022. Т. 65. С. 1.
  7. Морозова Т.И., Кузнецов И.А. // Вестн. Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2023. Т. 78. С. 2330802.
  8. Haider, S.A., Pandya, B.M. // Geosci. Lett. 2015. V. 2. P. 8. doi: 10.1186/s40562-015-0023-2.
  9. Бронштэн В.А. Метеоры. Метеориты. Метеороиды. М.: Наука. 1987.
  10. Морозова Т.И., Попель С.И. // Физика плазмы. 2020. Т. 46. С. 993.
  11. Морозова Т.И., Копнин С.И., Попель С.И. // Геомагнетизм и аэрономия. 2021. T.61. С. 794.
  12. Trautner R., Koschny D., Witasse O., Zender J., Knöfel A. // Proceed. Asteroids, Comets, Meteors. ACM 2002. International Conference, 2002.
  13. Morozova T.I. Popel S.I. // J. Phys.: Confer. Ser. 2021. V. 1787. P. 012052.
  14. Kozakiewicz, J., Kulak, A., Kubisz, J., Zietara K. // Earth Moon Planets. 2016. V. 118. P. 103. doi: 10.1007/s11038-016-9493-2.
  15. Vladimirov S.V., Tsytovich V.N., Popel S.I., Khakimov F.Kh. // Modulational Interactions in Plasmas. Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1995.
  16. Копнин С.И., Попель С.И., Минг Ю. // Физика плазмы. 2007. Т. 33. С. 323.
  17. Борисов Н.Д., Копнин С.И., Попель С.И., Морозова Т.И. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. C.346.
  18. Morozova T.I., Kopnin S.I., Popel S.I., Borisov N.D. // Phys. Plasmas. 2021. V. 28. P. 033703.
  19. Морозова Т.И., Копнин С.И., Попель С.И. // Физика плазмы. 2015. Т. 41. С. 867.
  20. Морозова Т.И., Попель С.И. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. C. 42. doi: 10.31857/S0367292122601199.
  21. Извекова Ю. Н., Попель С.И. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 1010.
  22. Xu Sh., Thiemann Ed, Mitchell D., Eparvier F., Pawlowski D., Benna M., Andersson L., Liemohn M.W., Bougher S., Mazelle Ch. // Geophys. Res. Lett. 2018. V. 45. P. 7382.
  23. Fox J.L., Dalgarno A. // J. Geophys. Res. 1979. V. 84. P. 7315. doi: 10.1029/ja084ia12p07315.
  24. Bertaux J.-L., Korablev O., Perrier S., Quemerais E., Montmessin F., Leblanc F., Lebonnois S., Rannou P., Lefèvre F., Forget F., Fedorova A., Dimarellis E., Reberac A., Fonteyn D., Chaufray J.Y., Guibert S. // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. P. E10S90.
  25. Bertaux J.-L., Fonteyn D., Korablev O., Chassefre E., Dimarellis E., Dubois, J.P., Hauchecorne A., Lefèvre F., Cabane M., Rannou P., Levasseur-Regourd A.C., Cernogora G., Quemerais E., Hermans C., Kockarts G., Lippens, C., de Maziere M., Moreau D., Muller C., Neefs E., Simon P.C., Forget F., Hourdin F., Talagrand O., Moroz V.I., Rodin A., Sandel B., Stern A. // Mars Express: the scientific payload / Ed. A. Wilson. Eur. Space Agency Spec. Publ., 2004. ESA-SP 1240. P. 95.
  26. Campbell M.J., Liesegang J., Riley J.D., Jenkin J.G. // J. Phys. C: Solid State Phys. 1982. V. 15. P. 2549.
  27. Резниченко Ю.С., Дубинский А.Ю., Попель С.И. // Письма ЖЭТФ. 2023. Т. 117. С. 420.
  28. Морозова Т.И., Попель С.И. // Физика плазмы. 2022. T. 48. С. 635. doi: 10.31857/S0367292122600406.
  29. Морозова Т.И., Попель С.И. // Физика плазмы. 2022. T. 48. C. 924. doi: 10.31857/S0367292122600777.
  30. Мишин Е.В., Ружин Ю.Я., Телегин В.А. Взаимодействие электронных потоков с ионосферной плазмой. М.: Гидрометеоиздат, 1989. 264 с.
  31. Popel S.I., Tsytovich V.N., Vladimirov S.V. // Phys. Plasmas. 1994. V. 1. P. 2176–2188.
  32. Попель С.И. // Физика плазмы. 1998. Т. 24. С. 1093.
  33. Popel S.I., Elsasser K. // Comments Plasma Phys. Cont. Fusion. 1994. V. 16. P. 79.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024