中高纬空间哨声模合声观测以及粒子加速

【摘要】： 合声(chorus)可以在磁赤道附近激发,然后传播到中高纬。当频率达到当地低混杂频率( , )时,合声会因为低混杂共振而减弱或反射回磁赤道附近[Kimura,1966]。前人的观测显示合声可以最多传到磁纬40°处,LFEW/TC-2发现其高纬部分(磁纬50°以上)正好在,截止,但是低纬部分可以传播到磁纬70°处。因为前人的观测大多都是在磁赤道附近进行的,所以我们的结果对研究哨声模合声的产生和磁层内相对论电子增长有重要作用。 在2004年11月7-12日磁暴期间,LFEW/TC-2观测到14次晨侧合声事件,其中9次与亚暴有关,在亚暴起始前后40分钟内发生。我们对2004年11月1日-2005年10月31日LFEW/TC-2在其近地点附近观测到的51次合声事件进行了统计分析,发现所有的事件都发生在磁地方时子夜后-午后(2 MLT 13)区间,其中一部分频率上阈刚好在半赤道电子回旋频率以下,另一部分在赤道电子回旋频率以下,有的还被半赤道电子回旋频率隔开,变成双频带结构。以上特性显示这些波动可能产生于磁赤道平面附近,在向中高纬传播时被TC-2观测到。 用PRASSADCO程序做的传播分析证实了LFEW/TC-2观测到的这些波动是斜传播的圆偏振波。因为高纬合声与低纬合声不同的MLT依赖性,我们认为合声可以因亚暴注入电子在夜侧,或因亚暴前或后增长的电子对流在晨侧-午侧,于磁赤道平面附近被激发,在向高纬传播过程中可以随磁场漂移。 本文也讨论了在2004年11月7-12日这次磁暴中HEED/TC所观测到的相对论电子通量增长和同时的种子电子通量降低。这次相对论电子通量增长事件发生在LFEW/TC-2观测到哨声模合声之后。观测显示0.2-0.4MeV种子电子在波粒相互作用下被加速到相对论能量状态。用准平行理论所做的简单波粒共振分析支持了我们的观测。