19
целого продолжается прямолинейно с прежней ско-
ростью, а затем в предельном случае малой концентра-
ции ионы станут двигаться по окружностям с ларморов-
ским радиусом независимо от электронов.
Как только магнитное поле начнет препятствовать
расширению сгустка поперек силовых линий, дальней-
шее уменьшение концентрации замедлится и будет про-
исходить почти прямо пропорционально времени расши-
рения. Увеличение объема сгустка в этой стадии обяза-
но исключительно растеканию плазмы вдоль поля. Эта
стадия характеризуется неустойчивым состоянием плаз-
мы из-за анизотропии давления. Анизотропия давления
является следствием одномерного расширения. Состав-
ляющая скорости частицы поперек поля остается неиз-
менной, а составляющая скорости хаотического движе-
ния вдоль поля адиабатически уменьшается. Поскольку
столкновения не в состоянии снять анизотропию давле-
ний, имеются все основания ожидать развития кинетиче-
ских неустойчивостей.
При высокой электронной температуре динамика
сгустка будет несколько иной. Равенство давлений В 2 /8я
и пкТ достигается раньше, чем поле проникнет в плаз-
му. Сгусток будет расширяться, как и в случае переме-
шивания плазмы и поля, вдоль силовых линий, но при
этом на границе, параллельной силовым линиям, все
время сохраняется баланс давлений. Это означает, что
за стадией свободного расширения сгустка последует
стадия сжатия сгустка магнитным полем поперек сило-
вых линий. Движение сгустка плазмы с высокой прово-
димостью в магнитосфере было рассмотрено И. А. Жу-
линым, В. И. Карпманом и Р. 3. Сагдеевым. Ими была
вычислена длина пробега такого сгустка, в предполо-
жении, что сгусток увлекает окружающую плазму.
В реальных условиях на высоте — 300 км длина тор-
можения должна составлять несколько километров.
27
Эксперимент по изучению динамики сгустка в магнито-
сфере удобнее всего производить с космического кораб-
ля, так как получить отчетливую фотографию объекта
размером Ю м е Земли, если этот объект находится на
высоте ~ 300 км, чрезвычайно трудно.
Описанная здесь схема поведения сгустка является,
по-видимому, лишь грубым приближением к той карти-
не, которая будет наблюдаться в действительности.
Теоретическое рассмотрение отдельных стадий дина-
мики сгустка может внести некоторые уточнения и, по-
видимому, позволит сформулировать дополнительные
требования к постановке будущего эксперимента.
Зондирование магнитосферы
пучками заряженных частиц
Явления, сопровождающие инжекцию быстрых сгуст-
ков плазмы в магнитосферу, слишком сложны и разно-
образны, и это обстоятельство затрудняет детальный
анализ происходящих при инжекции процессов.