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

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Two-dimensional description of nonlinear dust-acoustic waves in the dusty Saturn’s magnetiosphere that contains electrons of two types (the hot and the cold ones) obeying the kappa distribution, along with magnetospheric ions and charged dust particles, is presented. The Kadomtsev–Petviashvili equation that describes the nonlinear dynamics of the nearly one-dimensional wave structures is derived for the conditions of the dusty Saturn’s magnetosphere. The possibility of propagation of localized wave structures of the dust-acoustic soliton type is analyzed. It is demonstrated that the Kadomtsev–Petviashvili equation has solutions in the form of one-dimensional solitons and two-dimensional N-solitons under the conditions of the Saturn’s magnetosphere. The possibility of observation of the discussed solitons during future space missions is discussed.

About the authors

S. I. Kopnin

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Email: popel@iki.rssi.ru
117997, Moscow, Russia

D. V. Shokhrin

National Research University Higher School of Economics

Email: popel@iki.rssi.ru
101000, Moscow, Russia

S. I. Popel

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: izvekova@iki.rssi.ru
117997, Moscow, Russia

References

  1. Попель С.И. // Природа. 2015. № 9. С. 48.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Sittler, Jr. E.C., Ogilvie K.W., Scudde J.D. // J. Geophys. Res. 1983. V. 88. P. 8847.
  5. Barbosa D.D., Kurth W.S. // J. Geophys. Res. 1993. V. 98. P. 9351.
  6. Koen E.J., Collier A.B., Maharaj S.K., Hellberg M.A. // Phys. Plasmas. 2014. V. 21. P. 072122.
  7. Popel S.I., Zelenyi L.M., Golub’ A.P., Dubinskii A.Yu. // Planet. Space Sci. 2018. V. 156. P. 71.
  8. Голубь А.П., Попель С.И. // Письма ЖЭТФ. 2021. Т. 113. С. 440.
  9. 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.
  10. Yeager A. // Nature. 2008. https://doi.org/10.1038/news.2008.1254
  11. Pécseli H.L., Lybekk B., Trulsen J., Eriksson A. // Plasma Phys. Controlled Fusion. 1997. V. 39. P. A227.
  12. Попель С.И. // Физика плазмы. 2001. Т. 27. С. 475.
  13. Копнин С.И., Косарев И.Н., Попель С.И., Ю М. // Физика плазмы. 2005. Т. 31. С. 224.
  14. Копнин С.И., Шохрин Д.В., Попель С.И. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 163.
  15. Петвиашвили В.И., Похотелов О.А. Уединенные волны в плазме и атмосфере. М.: Энергоатомиздат, 1989.
  16. Копнин С.И., Попель С.И. // Письма ЖТФ. 2019. Т. 45. С. 26.
  17. Копнин С.И., Морозова Т.И., Попель С.И. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. С. 831.
  18. Копнин С.И., Попель С.И. // Письма ЖТФ. 2021. Т. 47. С. 29.
  19. Banerjee G., Maitra S. // Phys. Plasmas. 2015. V. 22. P. 043708.
  20. Rubab N., Murtaza G. // Physica Scripta. 2006. V. 73. P. 178.
  21. Кассем А.И., Копнин С.И., Попель С.И., Зеле-ный Л.М. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 345.
  22. Кассем А.И., Копнин С.И., Попель С.И., Зеле-ный Л.М. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 871.
  23. Belashov V.Yu., Vladimirov S.V. Solitary Waves in Dispersive Complex Media. Theory. Simulation. Applications. Berlin: Springer, 2005. 292 p.
  24. Белашов В.Ю. // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57. С. 1.
  25. Абловиц М.Ж., Сегур Х. Солитоны и метод обратной задачи. M.: Наука, 1987.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (45KB)
3.

Download (469KB)
4.

Download (1MB)

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».