Generation of quasi-electrostatic slow extraordinary waves by kappa distribution with a loss cone

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

A detailed study of the generation of slow extraordinary (SE) waves in the Earth’s magnetosphere has been carried out. Assuming that energetic electrons are distributed in accordance with the function with a loss cone, the instability growth rate of SE waves is calculated and its dependence on both the parameters of the hot particle distribution function and the cold particle density, characterized by the ratio of the electron plasma frequency to the electron cyclotron frequency, is studied. This ratio is one of the key parameters of the problem. For various values, the dependences of the instability growth rate on the parameter of the distribution function, the loss cone parameter , and the temperature of the distribution and its anisotropy are obtained. A nonmonotonic, quasi-periodic dependence of the growth rate on the ratio of the frequency to the electron gyrofrequency, which manifests itself in the dependence of the equatorial growth rate on the shell or the dependence of the growth rate on the latitude on a fixed-shell, is revealed and explained.

About the authors

D. R. Shklyar

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: david@iki.rssi.ru
Russian Federation, Moscow

N. S. Artekha

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences; SE University

Email: natalya.arteha@mail.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. Трахтенгерц В.Ю., Райкрофт М.Дж Свистовые и альфвеновские циклотронные мазеры в космосе. М.: Физматлит, 2011.
  2. Albert J. M., Artemyev A.V., Li W., Gan L., Ma Q. // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2021. V. 126. P. e2021JA029216. doi: 10.1029/2021JA029216.
  3. Ахиезер И.А., Половин Р.В., Ситенко А.Г., Степанов К.Н. Электродинамика плазмы / Ред. Ахиезер А.И. М.: Наука, 1974.
  4. Trakhtengerts V.Y. , Rycroft M.J. // J. Atmospheric Solar-Terrestrial Phys. 2000. V. 62. P. 1719. doi: 10.1016/S1364-6826(00)00122-X.
  5. Horne R.B., Thorne R.M., Glauert S.A., Albert J.M., Meredith N.P., Anderson R.R. // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. P. A03225. doi: 10.1029/2004JA010811.
  6. Shklyar D. R., Matsumoto H. // Surveys in Geophys. 2009. V. 30. P. 55. doi: 10.1007/s10712-009-9061-7.
  7. Nunn D., Omura Y. // J. Geophys. Res. Space Phys. 2015. V. 120. P. 2890. doi: 10.1002/2014JA020898.
  8. Artemyev A.V., Neishtadt A.I., Angelopoulos V. // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2022. V. 127. P. e2022JA030265. doi: 10.1029/2022JA030265.
  9. Демехов А.Г. // Известия ВУЗов: Радиофизика. 1987. Т. 30(6). С. 734.
  10. LaBelle J., Treumann R.A. // Space Sci. Rev. 2002. V. 101. P. 295. doi: 10.1023/A:1020850022070.
  11. Rönnmark K. // Space Sci. Rev. 1990. V. 54. P. 1.
  12. Kurth W.S., Graven J.D., Frank L.A., Gurnett D.A. // J. Geophys. Res. 1979. V. 84(A8). P. 4145. doi: 10.1029/JA084iA08p04145.
  13. Oya H., Iizima M., Morioka A. // Geophys. Res. Lett. 1991. V. 18. P. 329.
  14. Xiao F.L., Zhang S., Su Z.P., He Z.G., Tang L.J. // Geophys. Res. Lett. 2012. V. 39. P. L03103.
  15. Kurth W. S., De Pascuale S., Faden J. B., Kletzing C. A., Hospodarsky G. B., Thaller S., Wygant J. R. // J. Geophys. Res. Space Phys. 2015. V. 120. P. 904. doi: 10.1002/2014JA020857.
  16. Nishimura Y., Ono T., Iizima M., Shinbori A., Kumamoto A. // Earth Planets Space. 2007. V. 59. P. 1027.
  17. Menietti J.D., Yoon P.H., Pisa D., Averkamp T.F., Sulaiman A.H., Kurth W.S., Santolik O., Arridge C. S. // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2019. V. 124(7). P. 5709. doi: 10.1029/2019JA026855.
  18. Zheleznyakov V.V., Zlotnik E.Y. // Solar Phys. 1975. V. 43. P. 431.
  19. Zheleznyakov V.V., Zlotnik E.Y. // Solar Phys. 1975. V. 44. P. 447.
  20. Zheleznyakov V.V., Zlotnik E.Y. // Solar Phys. 1975. V. 44. P. 461. doi: 10.1007/BF00153225.
  21. Zlotnik E.Y. // Solar Phys. 2013. V. 284. P. 579. doi: 10.1007/s11207-012-0151-1.
  22. Benáček J., Karlický M. // Astronomy Astrophys. 2017. V. 611. A60. P. 1.
  23. Dory R. A., Guest G. E., Harris E. G. // Phys. Rev. Lett. 1965. V. 14(5). P. 131. doi: 10.1103/PhysRevLett.14.131.
  24. Гинзбург В.Л., Рухадзе А.А. Волны в магнитоактивной плазме. М.: Наука, 1975.
  25. Шафранов В.Д. // Вопросы теории плазмы. Вып. 3 / Ред. М.А. Леонтович. М.: Госатомиздат, 1963.
  26. Shklyar D.R., Artekha N.S. // Fundamental Plasma Phys. 2024. V. 10. P. 100053. doi: 10.1016/j.fpp.2024.100053.
  27. Summers D., Thorne R. // J. Plasma Phys. 1995. V. 53(3). P. 293.
  28. Шкляр Д.Р. // ЖЭТФ. 1981. Т. 80. С. 2272.
  29. Shklyar D.R., Kliem B. // J. Geophys. Res. 2006. V.111. P. A06204. doi: 10.1029/2005JA011345.
  30. Градштейн И.С., Рыжик Д.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: Физматгиз, 1962.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 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».