Моделирование взаимодействия плазмы солнечного ветра с диполизационными фронтами в хвосте магнитосферы Земли

Работа посвящена исследованию разных механизмов ускорения заряженных частиц во время магнитных суббурь в хвосте магнитосферы Земли. Построена численная модель, позволяющая исследовать ускорение частиц трех сортов: электронов e-, протонов H+ и ионов кислорода O+ в результате действия двух различных механизмов: (а) одиночной магнитной диполизации со скачком нормальной компоненты магнитного поля длительностью несколько минут; (б) множественных скачков нормальной компоненты магнитного поля (диполизационных фронтов) длительностью меньше минуты. Показано, что под воздействием одиночной магнитной диполизации (а) происходит преимущественное ускорение ионов кислорода, которые увеличивают свои энергии до 200 кэВ. При этом протоны и электроны ускоряются в меньшей степени. По сравнению с механизмом (a), процесс (б) способствует большему ускорению протонов и электронов до энергий 300 и 150 кэВ соответственно. Таким образом, эффективность ускорения разных популяций частиц резонансным образом связана с длительностью скачка магнитного поля. Чем ближе масштаб изменения поля магнитной диполизации к гиропериоду частиц, тем эффективней их ускорение.