Физика межпланетного и околоземного пространства. Веселовский И.С - 67 стр.

        Сложность рассмотрения этих процессов определяется тем,
что рассеивающие волны, как правило, происходят не от какого-либо
внешнего источника, а генерируются самими энергичными частицами
пояса. Это происходит тогда, когда функция распределения этих
частиц неустойчива относительно возбуждения таких волновых
возмущений. Таким образом, задача взаимодействия волн и частиц
должна решаться самосогласованно. Выбирая из большого
разнообразия возможных в магнитосфере неустойчивостей, мы здесь
остановимся коротко только на электромагнитных циклотронных
неустойчивостях, возможных в радиационных поясах.
        Магнитосферная плазма неоднородна. Во внутренней ее
области, простирающейся на 4-6 RE , имеется так называемая
плазмосфера. Это непрерывное продолжение на большие высоты
земной ионосферы – слоя верхней атмосферы, в котором газ в
значительной степени ионизован. В пределах плазмосферы эта
ионизованная    компонента    имеет температуры, не сильно
отличающиеся от атмосферных ( T  10  10 K ), а ее концентрация
                                     3    4



составляет n  10  10 см . Кроме того, там имеется и горячая
                 3   2   -3


компонента, но ее плотность n ' намного меньше. За пределами
плазмосферы, хотя концентрация холодной плазмы падает на порядки
величины при пересечении плазмопаузы, вклад холодной компоненты
в полную концентрацию плазмы остается еще определяющим.
Ситуация полностью изменяется только в плазменном слое
геомагнитного хвоста, где преобладает горячая плазма, причем ее
давление относительно велико:   8 n ' T '/ B  1 .
                                          2


        Мы рассмотрим неустойчивости, обусловленные локальным
отличием функций распределения от максвелловской (анизотропия
температур, наличие конуса потерь).
Поскольку при n '  0 неустойчивости не возникают (холодная
плазма), то, очевидно, при n '/ n  1 существует широкая область
изменения параметров, где законы дисперсии колебаний     k 
почти совпадают со спектрами холодной плазмы; малое отличие
может возникать лишь в появлении мнимой части частоты, Im   0 ,
и тогда мы получаем затухание либо неустойчивость.
        Холодная магнитосферная плазма содержит неоднородности,
вытянутые вдоль силовых линий. Эти неоднородности образуют
волноводы – «дакты» для распространения электромагнитных
возмущений. Волны, бегущие по этим волноводам, т.е. вдоль силовых
линий, могут быть двух типов: (1) альвеновские волны круговой
поляризации, в которых вектор E , поперечный к вектору магнитного
поля B и к волновому вектору k , вращается в том же направлении,
                               67