Stehende Kruskal-Schwarzschild-Moden an der Magnetopause

1.6 Dynamische Prozesse
wirkt und diese an den Flanken der Magnetopause entlang zur Nachtseite der Magnetosphäre
zieht (Feldlinienverkürzung). Durch diese Flussröhrenbewegung tritt eine Ausweichbewegung
des Magnetosheath-Plasmas sowie des magnetosphärischen Plasmas ein:
Die Magnetopause, in der sich die Flussröhre bewegt, bekommt eine Ausbuchtung, die
mithilfe von Satelliten beobachtet werden kann. Schon (Aubry et al. 1971) bemerkten,
dass die Magnetopause bei südwärtigem Sonnenwind-Magnetfeld einer Erosion unterlag.
Die Feld-Struktur der Magnetopause bei Rekonnexion wurde danach z. B. von Russell
und Elphic (1978) untersucht. Sie analysierten Magnetfeldvariationen in zeitlicher
Nähe zu Magnetopausendurchflügen der Satellitenkonstellation aus ISEE 1 und 2. In ihren
Daten sahen sie, dass im LMN-KS gelegentlich bipolare Strukturen in B N kurz vor
einem Magnetopausen-Durchflug sichtbar sind (in ihren Fällen in der Magnetosheath-
Umgebung). Diese Strukturen führten sie auf lokale Ausbuchtungen der Magnetopause
zu den entsprechenden Zeitpunkten zurück, die sie mit rekonnektierten Flussröhren identifizierten:
Das Magnetosheath-Feld ist um diese Ausbuchtungen drapiert; bei dessen Bewegung
über die Position des beobachtenden Satelliten hinweg würde folglich eine charakteristische,
bipolare Magnetfeldstörung in N-Richtung festgestellt werden (Farrugia
et al. 1987). Russell und Elphic (1978) nannten ein solches Rekonnexions-Ereignis Flux-
Transfer-Event (FTE). Ein weiteres Ergebnis ihrer Arbeit war, dass sich Plasma aus der
Magnetosheath und der Magnetosphäre entlang der rekonnektierten Flussröhren mischen
kann.
Das Innere der rekonnektierten Flussröhren wurde nachfolgend untersucht: Cowley,
S. W. H. (1982) schlugen vor, dass ein innerer Strom in der rekonnektierten Flussröhre zu
einer Verdrehung (Torsion) ihrer eigenen Magnetfeldlinien führen könnte, die dann selbst
für die Beobachtungen der bipolaren Strukturen in Satelliten-Messdaten verantwortlich
sein könnte. Scholer (1988) und Southwood et al. (1988) stellten die Lokalität der Rekonnexion
in Frage. In ihrem Bild sollte diese entlang einer azimuthal weit ausgedehnten
Linie auf der Magnetopause stattfinden (engl.: single X line reconnection).
Sibeck (1990) kritisierte die Festlegung auf Rekonnexion und FTEs für die Erklärung
der beobachteten bipolaren Magnetfeldsignaturen in der Nähe der Magnetopause.
In seiner Arbeit zeigte er, dass auch Variationen der Impulsstromdichte (des dynamischen
Druckes) des Sonnenwindes kompressible Wellen in der Magnetosheath und in
der Magnetosphäre verursachen, die zu einer Bewegung und Ausbuchtung (Verformung)
der Magnetopausenfläche führen. Die damit verbundenen Signaturen an der Magnetopause
sind praktisch mit den FTE Signaturen nach dem Rekonnexionsprozess identisch. Er
stellte also in Frage, ob die Beobachtung dieser Signaturen überhaupt mit Rekonnexion
in Verbindung gebracht werden müssen. Ein Vergleich der Beobachtungen, die bei beiden
Phänomenen auftreten, ist beispielsweise von Lockwood et al. (1990) und Lockwood
(1991) durchgeführt worden.
In einer weiteren statistischen Untersuchung wurde die Beobachtungsrate nahe der
tagseitigen Magnetopause und damit die Produktionsrate von FTEs von Lockwood und
Wild (1993) mithilfe von ISEE 1 und 2 Messungen bestimmt. Es zeigt sich, dass diese
Rate nicht einheitlich ist, und dass die zeitlichen Intervalle zwischen einzelnen FTEs
in einem weiten Bereich schwanken: Etwa 10% der FTE-Zwischenintervalle sind kürzer
als 3 Minuten, hier liegt auch das Maximum der Verteilung (siehe Abbildung 2 von
Lockwood und Wild 1993); die längsten 10% der Intervalle sind dagegen länger als 18.5
Minuten. Der Mittelwert liegt bei etwa 8 Minuten, so dass FTEs im Mittel mit einer Fre-
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