optical signatures of auroral arcs produced by field line resonances: comparison with satellite observations and modeling

السمات البصرية للأقواس الشفقية الناتجة عن رنين خطوط المجال: مقارنة مع أرصاد الأقمار الاصطناعية والنمذجة

Clicks: 118
ID: 196654
2003
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #329 of 484 articles by views in journal of food measurement and characterization

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 484 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
We show two examples from the CANOPUS array of the optical signatures of auroral arcs produced by field line resonances on the night of 31 January 1997. The first example occurs during local evening at about 18:00 MLT (Magnetic Local Time), where CANOPUS meridian scanning photometer data show all the classic features of field line resonances. There are two, near-monochromatic resonances (at approximately 2.0 and 2.5 mHz) and both show latitudinal peaks in amplitude with an approximately 180 degree latitudinal phase shift across the maximum. The second field line resonance event occurs closer to local midnight, between approximately 22:00 and 22:40 MLT. Magnetometer and optical data show that the field line resonance has a very low frequency, near 1.3 mHz. All-sky imager data from CANOPUS show that in this event the field line resonances produce auroral arcs with westward propagation, with arc widths of about 10 km. Electron energies are on the order of 1 keV. This event was also seen in data from the FAST satellite (Lotko et al., 1998), and we compare our observations with those of Lotko et al. (1998). A remarkable feature of this field line resonance is that the latitudinal phase shift was substantially greater than 180 degrees. In our discussion, we present a model of field line resonances which accounts for the dominant physical effects and which is in good agreement with the observations. We emphasize three points. First, the low frequency of the field line resonance in the second event is likely due to the stretched topology of the magnetotail field lines, with the field line resonance on field lines threading the earthward edge of the plasma sheet. Second, the latitudinal phase structure may indicate dispersive effects due to electron trapping or finite ion gyroradius. Third, we show that a nonlocal conductivity model can easily explain the parallel electric fields and the precipitating electron energies seen in the field line resonance.

Key words. Magnetospheric physics (electric fields; energetic particles precipitating; current systems)
نعرض مثالين من مصفوفة كانوبوس (CANOPUS) للسمات البصرية للأقواس الشفقية الناتجة عن رنين خطوط المجال في ليلة 31 يناير/كانون الثاني 1997. يحدث المثال الأول خلال فترة المساء المحلي عند حوالي الساعة 18:00 بالتوقيت المحلي المغناطيسي (MLT)، حيث تُظهر بيانات مقياس الضوء الماسح لخط الزوال التابع لمصفوفة كانوبوس جميع الخصائص الكلاسيكية لرنين خطوط المجال؛ إذ يوجد رنينان شبه أحاديي التردد (عند حوالي 2.0 و2.5 ملي هرتز تقريباً)، ويُظهر كلاهما ذرى سعة عرضية مصحوبة بانزياح في الطور العرضي يبلغ نحو 180 درجة عبر موضع الذروة. أما حدث رنين خطوط المجال الثاني، فيحدث في وقت أقرب إلى منتصف الليل المحلي، بين حوالي الساعة 22:00 و22:40 بالتوقيت المحلي المغناطيسي. وتُبيّن بيانات مقياس المغناطيسية والبيانات البصرية أن رنين خطوط المجال يتسم بتردد منخفض للغاية يقارب 1.3 ملي هرتز. كما توضح بيانات مصور كامل السماء التابع لمصفوفة كانوبوس أن رنين خطوط المجال في هذا الحدث يُنتج أقواساً شفقية تنتشر باتجاه الغرب، ويبلغ عرض القوس نحو 10 كم، في حين تقع طاقات الإلكترونات في حدود 1 كيلو إلكترون فولت. وقد رُصد هذا الحدث أيضاً في بيانات القمر الاصطناعي FAST (لوتكو وآخرون، 1998)، ونحن نقارن أرصادنا بما توصل إليه لوتكو وآخرون (1998). وتتمثل إحدى السمات البارزة لرنين خطوط المجال هذا في أن الانزياح في الطور العرضي كان أكبر بكثير من 180 درجة. ونقدّم في مناقشتنا نموذجاً لرنين خطوط المجال يفسر التأثيرات الفيزيائية السائدة ويتفق بصورة جيدة مع الأرصاد. كما نؤكد على ثلاث نقاط: أولاً، يُعزى التردد المنخفض لرنين خطوط المجال في الحدث الثاني على الأرجح إلى الطوبولوجيا الممتدة لخطوط مجال الذيل المغناطيسي، حيث يحدث رنين خطوط المجال على خطوط تخترق الحافة المواجهة للأرض من صفيحة البلازما. ثانياً، قد تشير بنية الطور العرضي إلى تأثيرات تشتتية ناجمة عن احتجاز الإلكترونات أو نصف قطر الدوران الجيري المحدود للأيونات. ثالثاً، نُبيّن أن نموذج التوصيلية غير الموضعية يمكنه بسهولة تفسير المجالات الكهربائية الموازية وطاقات الإلكترونات المترسبة المرصودة في رنين خطوط المجال.

الكلمات المفتاحية. فيزياء الغلاف المغناطيسي (مجالات كهربائية؛ جسيمات عالية الطاقة مترسبة؛ أنظمة التيارات)
Reference Key
samson2003annalesoptical Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors J. C. Samson, R. Rankin, V. T. Tikhonchuk
Are you one of these authors? Claim your profile
Journal journal of food measurement and characterization
Year 2003
DOI
10.5194/angeo-21-933-2003
URL
https://www.ann-geophys.net/21/933/2003/angeo-21-933-2003.pdf
Keywords
cosmic physics sciencephysicsgeophysics

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.