Пространственно-временные ионные структуры в хвосте магнитосферы Земли: бимлеты, как результат неадиабатического импульсного ускорения плазмы

Рассмотрены свойства высокоскоростных пучков ионов (бимлетов), наблюдаемых в пограничной области плазменного слоя хвоста магнитосферы Земли в течение коротких интервалов времени (1–2 мин). Бимлеты являются результатом нелинейных импульсных ускорительных процессов, происходящих в токовом слое дальних областей геомагнитного хвоста. Двигаясь затем к Земле вдоль силовых линий магнитного поля, они регистрируются в хвосте магнитосферы (в пограничной области плазменного слоя) и в высокоширотной части авроральной области в виде коротких всплесков энергичных ионов (с энергиями $\sim$ несколько десятков кэВ). Методом наложения эпох определен размер области локализации бимлетов в хвосте и в авроральной области и показано, что бимлеты сосредоточены в узкой области вблизи границы плазменного слоя, широтный размер которой не превышает $0.8^\circ$. Тем самым подтверждены предсказания теории о том, что неадиабатическое резонансное ускорение ионов происходит в пространственно ограниченной области вблизи сепаратриссы, разделяющей открытые силовые линии магнитного поля и замкнутые силовые линии, содержащие горячую и изотропную плазму плазменного слоя. На основе данных многоспутниковых измерений проекта CLUSTER изучена пространственная структура бимлетов и обнаружено, что с бимлетами связана распространяющаяся к Земле альвеновская волна, возникающая в результате возбуждения шланговой неустойчивости в момент выхода ионного пучка из токового слоя в высокоширотную область дальнего хвоста магнитосферы Земли. Произведена оценка размеров бимлета в продольном (вдоль направления магнитного поля) и в поперечном направлениях. Установлено, что бимлет представляет собой вытянутую вдоль магнитного поля динамическую плазменную структуру, продольный размер которой в сотни раз превышает поперечный.