Améliorations impulsives des ions d'oxygène pendant les sous-orages

Il a été observé que H + est l'espèce ionique dominante dans la feuille de plasma et le courant d'anneau pendant les périodes calmes. Cependant, le rapport de densité O + /H + augmente avec l'accroissement de l'activité des tempêtes géomagnétiques et des sous-orages. Des images d'atomes neutres énergétiques (ENA) du dispositif Imager for Magnetopause‐to‐Aurora Global Exploration/High Energy Neutral Atom (IMAGE/HENA) révèlent l'augmentation rapide du courant d'anneau O + lors de l'expansion du sous-orage. Trouver la cause de cette amélioration associée à O + dans le sous-orage est l'objectif principal de cet article. Deux sources possibles sont suggérées : l'injection directe depuis l'ionosphère et l'energisation des ions d'oxygène préexistants dans la magnétosphère. Nous réalisons des simulations numériques pour examiner ces deux mécanismes. Des millions de O + sont libérés de la région aurorale pendant un sous-orage simulé par le modèle MHD de Lyon‐Fedder‐Mobarry. Les trajectoires ultérieures de ces ions sortants sont calculées en résolvant l'équation complète du mouvement des particules. Quelques minutes après le début de la phase d'expansion du sous-orage, une augmentation de la pression O + est trouvée du côté nuit à ∼12 R E . Après une analyse minutieuse, nous concluons que ce pic de pression provient de l'énergie des O + préexistants dans la feuille de plasma. Le mécanisme d'injection directe introduira un retard temporel significatif entre un fort écoulement ionosphérique et une amélioration magnétosphérique, de sorte qu'il ne peut pas expliquer les pics O + observés. En utilisant la température et la densité établies par les calculs de particules de test comme conditions aux limites d'un modèle de courant d’anneau, nous calculons les flux de O + et les émissions ENA correspondantes pendant le sous-orage du modèle. Nous sommes capables de reproduire des caractéristiques observables des améliorations d'ENA d'oxygène telles que vues par IMAGE/HENA.