Manyetik Örtüdeki Yüksek Enerjili Parçacıklar Ve Bunların Manyetik Örtü Plazması Ve Manyetik Alanına Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, 1995-1998 yılları arasında, Interball-1 uydusunun manyetik örtü içerisinde ölçtüğü veriler kullanılarak, yüksek enerjili parçacıkların manyetik örtünün yoğunluk ve manyetik alanı üzerine olan etkisi araştırılmıştır. Sonuçlarımız daha önce bu konu üzerinde yapılan araştırma sonuçları ile genelde uyum halindedir. Şöyle ki, yüksek enerjili parçacıklar güneş rüzgarının yoğunluk ve manyetik alanında azalmaya sebep olmaktadırlar. Bu azalmanın görüldüğü bölgeler çok lokal olup, literatürde güneş rüzgarında görüldüklerinde Sıcak Akım Anomalileri (HFA) diye bilinirler. Bunların sebebi olarak güneş rüzgarı parçacıklarının enerjilerinin, Dünya’nın şok sınırında çok yüksek değerlere ulaşması ve şoktan yansıyarak güneş rüzgarı içine doğru hareket etmeleri gösterilmiştir. Acaba güneş rüzgarında görülen bu HFA olayları manyetik örtü içerisinde de görülüyor mu? Manyetik örtü içerisindeki enerjetik parçacıklar ile manyetik örtünün yoğunluk ve manyetik alanı arasındaki ilişki nedir? Enerjetik parçacıklar manyetik örtünün manyetik alan ve yoğunluğunu güneş rüzgarındakine benzer şekilde mi etkiliyor? Yani parçacıkların artan enerjilerine karşılık azalan manyetik alan ve yoğunluk değerleri görülüyor mu? Bu tezde bu sorular manyetik örtü içerisindeki, çağımızın en modern aletleri ile ölçüm yapan Interball-1 uydusunun 4-yıllık verileri kullanılarak araştırılmaya çalışılmıştır. Enerjetik parçacıkların manyetik örtünün manyetik alan ve plazması üzerine yapacağı etkiyi belirlemek önemlidir. Çünkü lokal olarak enerjetik parçacıkların sebep olduğu manyetik alan ve yoğunluktaki azalmalar, manyetopoz üzerine etkiyen güneş rüzgarı basıncında değişimlere ve dolayısıyla manyetopoz sınırının büyüyüp küçülmesine neden olur. Manyetopozdaki bu hareket, manyetik dalgaları, elektrik akımlarını ve parçacık yağışlarını doğurur. Bunlar, manyetik alan çizgileri boyunca güneş rüzgarının enerji ve momentumunu Dünya atmosferine taşırlar. Bu şekilde Dünyanın yukarı atmosfer ve ionosferinin yapısında değişimlere sebep olurlar.

In this study, we searched for the effects of high energy particles on the solar wind and magnetosheath magnetic field and plasma, specifically the density, using Interball-1 spacecraft measurements from 1995 to 1998. In general, our results in the solar wind agree with the findings of previous. Energetic particles cause a decrease in solar wind magnetic field and density. This depression is called as "Hot Flow Anomalies (HAF)" in the literature. They are attributed to the energetic particles streaming back into the solar wind following their energization at the bow shock. Thus, the bow shock plays an important role in energizing the particles. Question is that if these decreased magnetic field and density regions due to the energetic particles can be observed in the magnetosheath, and if they do, how they affect the plasma density and magnetic field of the magnetosheath. What is the relation between the energetic particles and the magnetosheath magnetic field and density? Is the relation similar to what is seen in the solar wind? In this dissertation, we investigate these issues using the state-of-the art instruments on the Interball spacecraft. It is important to determine these effects because depressed magnetic field and density imply a decrease in the solar wind pressure hitting on the magnetopause. Thus, the magnetopause boundary expands or shrinks depending on the presence or absence of the high energy particles. This local, back-and-forth oscillatory motion drives waves, field-aligned currents, and bursts of precipitating particles into the Earth’s atmosphere. Consequently, the energy and momentum extracted from the solar wind this way modify the ionospheric and upper atmospheric processes.