Závěrečná zpráva grantu 169/2002/B-FYZ/MFF

Název projektu:Studium šíření vln v magnetosférickém plazmatu na základě dat projektu Cluster
Hlavní řešitel:RNDr. Ondřej Santolík, Dr.
Spoluřešitelé: RNDr. Lubomír Přech, Dr.; František Němec; Katarina Gereová; Eva Macúšová
Období řešení:2002-2003
Celková dotace:260 tis. Kč

Souhrn výsledků

Tento projekt měl za cíl studium vlnových procesů v bezesrážkovém plazmatu, které vyplňuje oblast nejbližšího kosmického okolí Země, její magnetosféru. Zaměřili jsme se především zaměřili na studium charakteru šíření aurorálního sykotu, rovníkového šumu, plazmasférického sykotu, aurorálního kilometrického záření a emisí typu chorus.

Aurorální sykot, je intenzivní vlnovou emisí ve vysokých šířkách magnetosféry Země, často se na frekvenčních spektrogramech projevující charakteristickým nálevkovitým tvarem. Analýzou vícesložkových měření elektrického a magnetického pole se nám podařilo ukázat, že se vlny šíří v různých azimutech poblíž rezonančního kužele hvizdového módu . Ukázali jsme též vztah aurorálního kilometrického záření k aktivním oblastem na aurorálním oválu a spojení elektrostatických elektronových cyklotronových vln s elektronovými svazky   Rovníkový šum se skládá z elektromagnetických vln šířících se v těsné blízkosti roviny geomagnetického rovníku, na frekvencích v řádech jednotek až stovek Hz. Ukázali jsme, že jejich vlnové vektory ležící v rovině geomagnetického rovníku mají též významnou radiální složku.  

Studovali jsme též plazmasférický sykot, jenž je širokopásmovou elektromagnetickou emisí o frekvencích řádu stovek až tisíc Hz, vyskytující se v oblastech hustšího plazmatu v plazmasféře Země, a jeho vztah k variacím hustoty plazmatu. Dále  jsme se zabývali analýzou měření družic Cluster v blízkosti geomagnetického rovníku, kde jsme pozorovali vlnové emise typu chorus. Zjistili jsme, že zdroje těchto elektromagnetických vln hvizdového modu tvoří protáhlé útvary, jejichž délka podél magnetických siločar je téměř o dva řády větší, než jejich šířka kolmo k siločárám. Zdrojová oblast je navíc velmi dynamickým útvarem přemisťujícím se podél siločar o tisíce kilometrů v časových intervalech řádu minut.

Řešení grantu bylo založeno na zpracování dat která jsou shromažďována čtyřmi umělými družicemi projektu Cluster organizovaného Evropskou kosmickou agenturou. Hlavní řešitel projektu je členem výzkumného týmu (co-investigator) vlnového přístroje STAFF na těchto družicích a má tedy přístup k jedinečné databázi naměřených dat. Výzkum probíhal v mezinárodní spolupráci v rámci skupiny WEC (wave experiment consortium) spojené s projektem Cluster, především ve spolupráci s kolegy z LPCE/CNRS Orléans, Francie, a z University of Iowa, Iowa City, USA. V souvislosti s tímto projektem též vznikla skupina studentů pregraduálního studia MFF UK, která je do výzkumu přímo zapojena.

Mezi výstupy řešení tohoto projektu lze uvést 22 článků v mezinárodních odborných časopisech, 2 habilitační práce a 29 příspěvků na mezinárodních konferencích. Většina těchto publikací (včetně konferenčních posterů) je volně přístupna v elektronické formě na adrese http://terezka.ufa.cas.cz/santolik/papers.html je využívána při práci se studenty MFF UK.