A Föld plazmakörnyezetének háromdimenziós vizsgálata = Three-dimensional study of the plasma environment of the Earth

A magnetoszféra különböző tartományainak mérete és tipikus tulajdonságai gyakran változnak a Napból eredő ion/elektronáram gyors és lassú változásainak következtében. A napszél plazmát a magnetoszférikus plazmától a magnetopauza határfelület választja el, előtte kialakul a fejhullám, ahol a napszél paraméterek hirtelen megváltoznak. Az azonos műszerekkel felszerelt négy Cluster szonda különleges lehetőséget nyújt a Föld plazmakörnyezetének háromdimenziós vizsgálatára. Cluster mérések alapján vizsgáltuk a mirror típusú mágneses tér fluktuációk fejlődését a kvázi-merőleges fejhullám és a magnetopauza közötti tartományban. A fluktuációk amplitudója közel egy nagyságrenddel kisebb mértékben növekedett a lineáris modellekből számított értékhez képest. 50 forró plazmával töltött mágneses üreg (Hot Flow Anomaly) jellemző tulajdonságait tanulmányoztuk a fejhullám előtti tartományban. Megállapítottuk, hogy a gyors napszél kedvezően befolyásolja ezen események kialakulását, mivel a napszél sebessége majdnem minden esetben nagyobb volt az átlagos értéknél. A bolygóközi térben a plazma keveredésének kisléptékű mágneses struktúrákra gyakorolt hatását vizsgáltuk. A Cluster mérések igazolták az elméleti és numerikus modellszámítások alapján várható lepelszerű kétdimenziós struktúrák jelenlétét. | The size and characteristic properties of the different regions of the magnetosphere often change as a result of fast and slow changes in the ion/electron flow originating from the Sun. The solar wind plasma is separated from the magnetospheric plasma by the magnetopause boundary surface, in front of which the bow shock forms where solar wind parameters suddenly change. The identically equipped four Cluster satellites provide a unique opportunity for a three-dimensional study of the terrestrial plasma environment. Based on Cluster measurements, the evolution of mirror type magnetic field fluctuations was investigated in the region between the quasi-perpendicular bow shock and the magnetopause. The determined growth rate of the amplitudes was about an order of magnitude smaller than the values predicted by linear model calculations. The characteristic features of 50 hot flow anomalies (magnetic cavities filled by hot plasma) were studied upstream of the bow shock. Fast solar wind was found to favour the evolution of the events since most of them occurrred when the solar wind velocity was above its average value. In the interplanetary field, the effect of plasma mixing was investigated on small-scale magnetic field structures. Cluster measurements supported the existence of sheet-like two-dimensional structures predicted by theoretical models and numerical simulations

A külső naprendszer vizsgálata űrszondák segítségével = Investigation of the outer solar system with space probes

A helioszféra távoli vidékeit vizsgáltuk a Cassini, az Ulysses, és a Voyager 1-2 űrszondákon repülő magnetométerek, plazma-detektorok, és energikus részecskék fluxusát mérő berendezések adatainak kiértékelésével. A mérési adatokhoz mint társkutatók és vendégkutatók jutottunk hozzá. A nemzetközi együttműködésben végzett kutatások föbb eredményei, köztük új jelenségek felfedezése és leírása, modellezéssel végzett számítások végzése, statisztikus vizsgálatok közül a következőket tekintjük jelentősnek: - Lassú módusú lökéshullám felfedezése a Jupiter mágneses köpenyében - „Hot Flow” anomália felfedezése a Szaturnusz fejhulláma előtt - Új típusú hullám-gerjesztés modellezése a Titán és Vénusz ionoszférájában - Titán plazmakörnyezetének összehasonlító vizsgálata a megközelítések során - Szaturnusz eredetű, „fosszilis” mágneses tér felfedezése a Titán közelében - Enceladusból származó por dinamikájának és az E gyűrű keletkezésének modellezése - Jupiter halvány gyűrűjének modellezése - MHD szakadási felületek gyakoriságának és geometriájának statisztikus vizsgálata a helioszférában - A helioszféra kétféle mágneses polaritását elválasztó áramlepel észak-déli aszimmetriája - Energikus részecskék terjedésének vizsgálata nagyszámú esemény alapján. | The distant regions of the heliosphere was investigated by the analysis of the data of magnetometers, plasma detectors, and energetic particle flux detectors, flown onboard the space probes Cassini, Ulysses, and Voyager 1-2. We acquired the scientific data as co-investigators and guest-investigators of the measurements. Among the main results of the research carried out in international collaborations, including discoveries and descriptions of new phenonmena, model calculations, statistical studies, we consider the most important ones as the following: - Discovery of slow mode shock in the Jovian magnetosheath - Discovery of hot flow anomaly upstream of the bow shock of Saturn - Modelling new type of wave excitation in the ionosphere of Titan and Venus - Comparative studies of the plasma environment of Titan during the encounters - Discovery of fossil magnetic field near Titan, originating from Saturn - Study of the dynamics of dust, originating from Enceladus and modelling the origin of E-ring - Modelling the faint ring of Jupiter - Statistical investigation of the rate and geometrical properties of MHD discontinuities in the heliosphere - North-south asymmetry of the current sheet separating the opposite magnetic polarities of the heliosphere - Investigation of the propagation of energetic particles, based on large number of events