Abstract | Afin de comprendre comment l'équilibre d'une couche de courant peut être rompu de manière explosive, par exemple lors d'éruptions solaires ou de sous-orages magnétosphériques, un modèle cinétique complet a été développé dans une couche de courant bidimensionnelle (Fruit et al. 2013, Tur et al. 2014). L'ingrédient essentiel dans cette structure est le mouvement de rebond des électrons piégés dans la couche. Ce mouvement
constitue un oscillateur naturel qui peut être excité par des perturbations perturbations électrostatiques ou plus généralement électromagnétiques. Dans cette présentation, seule la version électrostatique sera présentée.
L'état d'équilibre initial est celui d'une
couche de Harris modifiée par l'existence d'une composante normale Bz du champ magnétique. Après linéarisation, l'équation de Vlasov est résolue
pour des fluctuations électrostatiques de période proche de la période de rebond des électrons (quelques secondes). Le mouvement des électrons
est restreint à ses premières composantes de Fourier, ce qui permet un calcul analytique complet des fonctions de distribution perturbées. La relation de dispersion des modes électrostatiques est obtenue par la condition de quasi-neutralité.
Si on ne considère que la couche de Harris, les seuls modes solutions de l'équation de dispersion sont fortement amortis, impliquant que la couche est stable. Si on inclut un gradient de densité perpendiculaire au champ magnétique (comme dans la queue magnétosphérique), des modes de dérive apparaissent (electrostatic drift waves) qui peuvent devenir fortement instables si les paramètres de la couche sont adéquats : beta faible, gradient important de densité, longueur d'onde ~ rayon de Larmor ionique. Ce modèle peut être vu comme une extension de la théorie classique des ondes de dérive électrostatiques en incluant le mouvement de rebond des électrons. |
