Nonlinear Dust Acoustic Waves in Exosphere of Mercury

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The exosphere of Mercury, which has much in common with the exosphere of the Moon, can also contain suspended dust particles, which, under the action of intense solar radiation, acquire positive charges and form one of the components of the dusty plasma system. In addition to dust particles, there are photoelectrons above the planet surface, formed as a result of interaction of solar radiation with the planet surface, as well as with suspended dust particles. Mercury, unlike the Moon, has its own magnetosphere, which affects the parameters of dusty plasma system. The dusty plasma parameters near the Mercury surface can vary depending on the distance from the planet to the Sun, which considerably changes when the planet moves along the elongated orbit, and also depending on the localization of the region under consideration on the planet surface. Thus, near the magnetic poles, the solar wind can reach the planet surface, which must be taken into account when determining the plasma parameters. Far from the magnetic poles, the effect of the solar wind can be neglected. In the dusty plasma near the surface of Mercury, one can expect the development of linear and nonlinear wave processes. In this paper, nonlinear waves are considered, namely, dust acoustic solitons and nonlinear periodic waves. The profiles of potentials of high-amplitude solitons and nonlinear periodic waves are obtained, as well as the soliton amplitudes as functions of the altitude above the planet surface and soliton velocity.

Авторлар туралы

Yu. Izvekova

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

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

S. Popel

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

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

A. Golub’

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: izvekova@iki.rssi.ru
117997, Moscow, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Berg O.E., Richardson F.F., Burton H. // Apollo 17 preliminary science report. NASA Spec. Publ. 16-1–16-9. SP-330. 1973.
  2. Berg O.E., Wolf H., Rhee J. // Interplanetary Dust and Zodiacal Light / Eds H. Elsässer and H. Fechtig. New York: Springer, 1976. P. 233.
  3. Määttänen A., Listowski C., Montmessin F., Maltaglia-ti L., Reberac A., Joly L., Bertaux J.L. // Icarus. 2013. V. 223 (2). P. 892–941.
  4. Fedorova A.A., Montmessin F., Rodin A.V., Korablev O.I., Määttänen A., Maltagliati L., Bertaux J.L. // Icarus. 2014. V. 231. P. 239–260.
  5. Montmessin F., Bertaux J.L., Quémerais E., Korab-lev O., Rannou P., Forget F., Perriera S., Fussend D., Lebonnoisc S., Rébéraca A. // Icarus. 2006. V. 183 (2). P. 403.
  6. Montmessin F., Gondet B., Bibring J.P., Langevin Y., Drossart P., Forget F., Fouchet T. // Journal of Geophysical Research: Planets, 2007. V. 112 (E11).
  7. Извекова Ю.Н., Попель С.И. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 12. С. 1010–1017.
  8. Голубь А.П., Попель С.И. // Письма в ЖЭТФ. 2021. Т. 113. № 7. С. 440–445.
  9. Голубь А.П., Попель С.И. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. № 8. С. 741–747.
  10. Zakharov A.V., Popel S.I., Kuznetsov I.A., Borisov N.D., Rosenfeld E.V., Skorov Yu., Zelenyi L.M. // Physics of Plasmas. 2022. V. 29. № 11. P. 110501
  11. Копнин С.И., Шохрин Д.В., Попель С.И. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. № 2. С. 163–167.
  12. https://solarsystem.nasa.gov/missions/mariner-10/in-depth/
  13. Solomon S.C., McNutt R.L., Gold R.E., Domingue D.L. // Space Sci. Rev. 2007. V. 131. P. 3.
  14. Exner W., Simon S., Heyner D., Motschmann U. // Journal of Geophysical Research: Space Physics. 2020. V. 125. № 7. P. e2019JA027691.
  15. Broadfoot A.L., Shemansky D.E., Kumar S. // Geophys. Res. Lett. 1976. V. 3. № 10. P. 577–580.
  16. Potter A., Morgan T. //Science. 1985. V. 229. № 4714. P. 651–653.
  17. Bida T.A., Killen R.M., Morgan T.H. // Nature. 2000. V. 404. № 6774. P. 159–161.
  18. Ness N.F., Behannon K.W., Lepping R.P., Whang Y.C. // J. Geophys. Res. 1975. V. 80. P. 2708.
  19. Alexeev I.I., Belenkaya E.S., Slavin J.A., Korth H., Anderson B.J., Baker D.N., Boardsen S.A., Johnson C.L., Purucker M.E., Sarantos M., Solomon S.C. // Icarus. 2010. V. 209. P. 23.
  20. Stanley S., Glatzmaier G.A. // Space Sci. Rev. 2010. V. 152. P. 617.
  21. Popel S.I., Golub’ A.P., Zelenyi L.M. // Physics of Plasmas. 2023. V. 30. № 4. 043701.
  22. Извекова Ю.Н., Попель С.И., Голубь А.П. Волновые процессы в пылевой плазме у поверхности Меркурия // Физика плазмы. 2023. Т. 49. № 7. С. 695–702.
  23. Попель С.И., Копнин С.И., Голубь А.П., Дольни-ков Г.Г., Захаров А.В., Зеленый Л.М., Извекова Ю.Н. // Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы. 2013. Т. 47 (6). С. 455–466.
  24. Popel S.I., Morfll G.E., Shukla P.K., and Thomas H. // Journal of Plasma Physics. 2013. V.79. Issue 06. P. 1071–1074.
  25. Popel S.I., Zelenyi L.M., Atamaniuk B. // Physics of Plasmas. 2015. V. 22. № 12. P. 123701.
  26. Лившиц Л.Д., Питаевский Л.П. Теоретическая физика. Т. 10. Физическая кинетика. М.: Физматлит, 2002. С. 182.
  27. Lu G., Liu Y., Wang Y., Stenflo L., Popel S.I., Yu M.Y. Fully nonlinear electrostatic waves in electron–positron plasmas // Journal of plasma physics. 2010. V. 76 (3–4). P. 267–275.
  28. Izvekova Yu.N., Morozova T.I., Popel S.I. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2018. V. 46. № 4. P. 731.
  29. Морозова Т.И., Копнин С.И., Попель С.И. Волновые процессы в пылевой плазме у поверхности Луны // Физика плазмы. 2015. Т. 41. № 10. С. 867–876.
  30. Попель С.И., Морозова Т.И. Волновые процессы при взаимодействии хвоста магнитосферы Земли с пылевой плазмой у поверхности Луны // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 5. С. 474–484.
  31. Popel S.I., Kassem A.I., Izvekova Yu.N., Zelenyi L.M. // Physics Letters A. 2020. V. 384. Issue 26. P. 126627.
  32. Копнин С.И., Попель С.И. // Письма в ЖТФ. 2021. Т. 47. Вып. 9. C. 29–32.
  33. Извекова Ю.Н., Попель С.И. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. № 11. С. 1061–1065.
  34. Hashimoto K. et al. Electrostatic solitary waves associated with magnetic anomalies and wake boundary of the Moon observed by KAGUYA // Geophysical Research Letters. 2010. T. 37. № 19.
  35. Matsumoto H. et al. Electrostatic solitary waves (ESW) in the magnetotail: BEN wave forms observed by GEOTAIL // Geophysical Research Letters. 1994. T. 21. № 25. C. 2915–2918.

Қосымша файлдар


© Russian Academy of Sciences, 2023

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».