Проект РНФ №18-47-05001 "Многомасштабная динамика магнитного пересоединения и ее последствия, связанные с магнитосферной суббурей"

Целью проекта является развитие и тестирование теоретических и численных моделей процесса магнитного пересоединения и возможные методы его дистанционного зондирования с помощью данных миссии MMS (в особенности в периоды магнитосферных суббурь) в содружестве с австрийскими коллегами из Института Космических Исследований (г. Грац).

Проект выполняется в СПбГУ на кафедре Физики Земли при поддержке гранта РНФ №18-47-05001 "Многомасштабная динамика магнитного пересоединения и ее последствия, связанные с магнитосферной суббурей" под руководством профессора В.С. Семенова в кооперации с Институтом Космических Исследований (г. Москва) и Институтом вычислительного моделирования СО РАН (г. Красноярск).

Магнитное пересоединение – представляет собой универсальный и фундаментальный многомасштабный процесс в горячей космической плазме, отвечающий за быстрое высвобождение накопленной на больших масштабах магнитной энергии с преобразованием ее в нагрев и кинетическую энергию быстрых струй плазмы и пучков высокоэнергичных частиц, отвечает за реализацию взрывных процессов в астрофизической плазме, на Солнце (солнечные вспышки и корональные выбросы), а также в солнечном ветре и магнитосферах планет.

Развитие пересоединения в хвосте магнитосферы Земли формирует спорадическиеы возмущения (магнитосферные суббури), имеющие многообразные последствия для динамики магнитосферы, а также практические последствия для функционирования человеческого сообщества (совокупность которых известна под именем «космическая погода»). Лишь в магнитосфере Земли магнитное пересоединение можно подробно исследовать с помощью прямых спутниковых измерений, в условиях недостижимых в лабораторной плазме.

В настоящее время реализуется многоспутниковый международный проект MMS (Magnetospheric Multi-Scale mission) с целью детального исследования пересоединения вплоть до малых электронных инерционных масштабов. Проект включает 4 идентичных спутника для измерения градиентов электромагнитного поля и параметров плазмы и различения пространственных и временных вариаций, в нем используются высококлассные приборы, проект поддерживается программа теоретических исследований магнитного пересоединения, включая численное моделирование. Научная задача проекта фокусируется на физике пересоединения на электронных масштабах (т.е. на изучении ионной и электронной диффузионной области).

Однако уникальные исследовательские возможности проекта позволяют значительно расширить круг задач для более широкого понимания процесса пересоединения и его последствий. В частности, возникает уникальная возможность развить и опробовать теоретические и численные модели процесса и возможные методы его дистанционного зондирования, а также целенаправленно изучить последствия магнитного пересоединения в периоды магнитосферных суббурь. Это и является задачей проекта, в котором, используя совместно теоретический анализ (аналитика и численное моделирование, глобальное МГД моделирование) и анализ спутниковых измерений проектов MMS (также проектов THEMIS, CLUSTER, DMSP, POES и т д).