ДИХОТОМІЯ МЕХАНІЗМІВ ДЕКАМЕТРОВОГО РАДІОВИМІНЮВАННЯ ЮПІТЕРА: ВПЛИВ СТРИМЕРНИХ НЕОДНОРІДНОСТЕЙ ТА МГД-ЗБУРЕНЬ В ДЖЕРЕЛІ

Анотація

Досліджено модель джерела декаметрового випромінювання Юпітера, яке формується в умовах збудження МГД хвиль в нижній магнітосфері Юпітера в присутності неоднорідності магнітосфери у вигляді іонізованих стимерів товщини 1-100 км. Проаналізовано механізми виникнення анізотропного кінетичного розподілення електронів, за яких виникають умови для активної генерації декаметрового випромінювання такого джерела у вигляді сплесків за різними сценаріями. Показано, що газові течії в потоковій трубці Іо – Юпітер та ефекти дифузії плазми в стримерах призводять до створення кінетичного розподілення електронів конусного типу. З іншого боку, показано, що альвенівські хвилі, завдяки коливанням електричних полів, регулюють утворення кінетичного розподілення електронів як конусного типу (переважно, на периферії стимера), так і пучкового типу (всередині стримера). В останньому випадку, виникає прискорення пучків електронів до швидкостей біля 0.1с (де ‘с’ – швидкість світла), які надалі убігають вздовж стримерів і модулюються продольною Альвенівською хвилею з довжиною біля 1000 км і періодом біля 1 секунди.

Коливання плазми стримерів в дотичному до ліній магнітного поля Юпітера напрямку призводять до збудження швидкого магнітного звука, а прискорені пучки електронів генерують плазмові хвилі в цьому ж напрямку. Розшарована таким чином плазма стримерів формує профіль стримера з неоднорідним і анізотропним розподіленням електронів, який рухається разом з МГД хвилями зі швидкістю біля 0.001с і стає надалі джерелом електромагнітного ДКМ випромінювання. Відповідний рух джерела з такою швидкістю призводить до дрейфу частоти сплесків біля 0.2 МГц/сек, як і спостерігається в L-сплесках ДКМ випромінювання Юпітера. При цьому, плазмові хвилізбурення створюють розшарування стимера на тонкі нитки іонізованої електронної плазми, та сприяють надтонкій модуляції електромагнітних сплесків ДКМ випромінюваня, як в S-сплесках.

Всі ці процеси сприяють генерації ДКМ випромінювання Юпітера у вигляді L- та S-сплесків, та відповідають різним сценаріям і механізмам генерації випромінювання. Зокрема, L-сплески можуть бути пов’язані з Мазерним випромінюванням активної плазми джерела на периферії стимерів, яка активується швидкими МГД хвилями, а S-сплески можуть бути пов’язані з Черенковським випромінюванням швидких пучків електронів, яке збуджується першочергово і переважно в вигляді плазмових хвиль в джерелах всередині стримерів, та перетворюється надалі в спостережуване електромагнітне радіо випромінювання сплесків.