Till innehåll på sidan

High-speed jets and related phenomena at Earth's bow shock and magnetosheath

Tid: On 2022-11-23 kl 13.00

Plats: F3, Lindstedtsvägen 26 & 28, Stockholm

Språk: Engelska

Ämnesområde: Fysik

Respondent: Savvas Raptis , Rymd- och plasmafysik

Opponent: Drew Turner, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

Handledare: Tomas Karlsson, Rymd- och plasmafysik

Exportera till kalender

QC 20221031

Abstract

Plasmajetar i magnetoskiktet är transienta och lokaliserade förhöjningar av det dynamiska trycket nedströms om jordens bogchock. Flera olika generationsmekanismer har föreslagits, t ex transienta strukturer i solvinden eller dynamisk omformning av bogchocken. Efter att de har genererats vid bogchocken växelverkar de med bakgrundsplasmat i magnetoskiktet, där de exciterar plasmavågor och accelererar partiklar. När de når magnetopausen kan de korsa den, driva ytvågor, eller initiera magnetisk omkoppling. Plasmajetars effekt på rymdmiljön nära Jorden manifesterar sig genom substormar och markbaserade mätningar av jordens magnetfält. Denna avhandling innehåller att antal artiklar om genereringen, utvecklingen och de statistiska egenskaperna hos plasmajetar. Huvuddelen av arbetet är baserad på mätningar från NASAs MMS-satelliter, tillsammans med kompletterande data från andra satellitmissioner, som THEMIS och solavindsmonitorer (t ex  ACE och Wind). För dataanalysen använder vi också neurala nätverk och plasmasimuleringar. Våra första resultat visade på vikten av att klassificera jetar baserat på relationen mellan bogchockens orientering och riktningen på det interplanetära magnetfältet. Denna klassificering resulterade i en offentligt tillgänglig databas, innehållande MMS-observationer av plasmajetar. Detta dataset användes för att bestämma jetarnas statistiska egenskaper för de olika klasserna (Artikel I), vilket följdes upp med en klassificering baserade på neurala nätverk (Artikel II), vilket jämfördes med plasmasimuleringar (Artikel III). En ytterligare egenskap hos plasmajetar, excitation av plasmavågor, undersöktes med flerpunktsmätningar (Artikel IV). Därefter fokuserade vi på genereringen och evolutionen av jetar nära jordens bogchock. Vi visar att direkta in situ-mätningar tyder på att dynamisk omformning av bogchocken och vågor uppströms om den kan generera plasmajetar i magnetoskiktet (Artikel V). Genom att studera jetars plasmakinetiska egenskaper visar vi också att deras distributionsfunktioner uppvisat ett komplext beteende under jetarnas livstid. Beräkningar av partiella plasmamoment för att isolera jetarna från bakgrundsplasmat visar på begränsningarna i att betrakta dessa fenomen som en enkel fluid, och hur momenten är relaterade till solvinden uppströms om bogchocken (Artikel VI).

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-320538