Adiabatische Bewegung auroraler Teilchen in einem Modell der elektrischen und magnetischen Felder, die die Erde umgeben

Die Bewegung geladener Teilchen in den elektrischen und magnetischen Feldern, die die Magnetosphäre der Erde bilden, wird unter der Annahme berechnet, dass die ersten und zweiten adiabatischen Invarianten erhalten bleiben. Das Modell des Magnetfeldes berücksichtigt die Auswirkungen des Sonnenwinddrucks auf der sonnenzugewandten Seite der Magnetosphäre und die neu entdeckte Stromschicht im Magnetosphären-Schwanz. Das elektrische Feld wird in der Ionosphäre aus dem SD-Stromsystem abgeleitet, das magnetische Buchten begleitet. Die Magnetfeldlinien werden dann als Ausgleichspotenziale angenommen, sodass das elektrische Feld in der gesamten Magnetosphäre projiziert werden kann. Die Bewegung von Plasma mit niedriger Energie wird qualitativ erörtert, und die Bewegung von Sonnenwindpartikeln, die an der Oberfläche der Magnetosphäre gefangen werden, wird quantitativ detailliert berechnet. Es wird festgestellt, dass Sonnenwind-Elektronen (kinetische Energie an der Magnetosphärenoberfläche < 1 keV) auf Energien im Bereich von 1 bis 40 keV beschleunigt werden und in einer engen Breitenzone eingeschlossen werden, wo während der lokalen Nacht umfangreiche Niederschläge in die Atmosphäre auftreten. Protonen ähnlicher Energie werden in einer Region südlich des Elektronenbereichs eingesperrt und werden während des lokalen Nachmittags und Abends niederschlagen. Die Schlussfolgerung ist, dass aurorale Ereignisse größtenteils durch elektrostatistische Beschleunigung von Sonnenwindpartikeln erzeugt werden und auf Kraftlinien auftreten, die im Schwanz der Magnetosphäre innerhalb von 50 RE der Erde schließen.