Multipoint measurements of solar wind magnetic holes
Tid: To 2025-04-03 kl 13.00
Plats: F3 (Flodis), Lindstedtsvägen 26 & 28, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/66900145957
Språk: Engelska
Ämnesområde: Elektro- och systemteknik
Respondent: Henriette Trollvik , Rymd- och plasmafysik
Opponent: Dr. Jan Soucek, Institute of Atmospheric Physics of the Academy of Sciences of the Czech Republic, Prague, Czech Republic
Handledare: Professor Tomas Karlsson, Rymd- och plasmafysik
QC 20250312
Abstract
Magnetiska hål (MH) är lokaliserade reduktioner av magnetfältet. De finns i olika plasmamiljöer, oftast i solvinden. Det magnetiska fältets riktning varierar ibland över hålet, och det är vanligt att dela in MH i två kategorier, linjära och roterande, där den första visar liten eller ingen rotation av fältet. Linjära MH är ofta i tryckbalans med omgivande plasma och kan överleva under långa perioder. Det är okänt exakt var och hur de bildas, men det finns starka bevis för att de är relaterade till spegelinstabiliteten och vågor associerade med denna instabilitet. Roterande MH, å andra sidan, uppträder som strömskiktliknande strukturer och föreslås vara relaterade till magnetisk omkoppling eller möjligen till vågaktivitet. Både linjära och roterande MH har liknande egenskaper, såsom magnetfältets styrka och tidsskalor. I den här avhandlingen använder vi Cluster-missionen, som har fyra satelliter som rör sig tätt tillsammans och ger flerpunktsmätningar, för att förstå fenomenet magnetiska hål bättre. Cluster tillhandahåller över 20 års data, med varierande avstånd mellan satelliterna. Ibland är avståndet mellan satelliterna sådan att den ena satelliten befinner sig i solvinden medan en andra är i magnetoskiktet. I dessa fall har vi identifierat samma MH i solvinden och senare i magnetoskiktet, vilket tyder på att de kan korsa bogchocken (PaperI). Med hjälp av Cluster-databasen har vi identifierat tillfällen då samma MH observerades med alla fyra satelliter. Genom att tillämpa en tidsanalys på en delmängd av dessa har vi härlett deras hastighet och drar slutsatsen att de konvekteras med solvindens hastighet (Paper II). När samma MH observeras av alla fyra satelliterna i solvinden, baserat på rymdfarkostens separation, har man fyra mätpunkter åtskilda av avstånd jämförbara med storleken på MH. Dessa observationer kan kombineras med en lokal koordinattransformation och en modell för att uppskatta skalstorlekarna för MH och härleda information om MH tredimensionella morfologi (Paper III). Ett stort antal händelser identifierades, och resultaten kombinerades för att ge en statistisk analys av morfologin för solvindens magnetiska hål (Paper IV).