던지 사이클

Dungey Cycle
전리층에 매핑된 던지 사이클 흐름도

1961년 제임스 던지가 공식 제안한 던지 사이클은 행성의 자기권과 태양풍 사이의 상호작용을 설명하는 현상이다.[1][2]던지는 원래 지구의 자기권과 태양풍속 사이의 자기 재연결의 순환적 동작을 제안했다.이 재연결은 이전에 지구 자기권 내에서 관찰된 역학을 설명했다.[3]주기 시작 시 재연결 속도는 행성간 자기장의[4] 방향과 재연결 현장의 결과적 플라즈마 상태에 따라 달라진다.지구에서, 재연결 주기는 약 1시간이 걸리지만, 이것은 행성마다 다르다.

순환 동작

던지 사이클은 다음 3단계 내에서 발생한다.

  1. 1단계에서는 태양유속과 자석회전이 연결되어 태양풍이 자석권으로 들어갈 수 있는 자석회전에 구멍을 만든다.[4]이 개구부는 데이즈사이드 재연결이라고 불리며 태양풍원을 마주보는 자력권의 측면에서 발생한다.
  2. 2단계에서는 유속이 태양풍 방향으로 자력권을 가로질러 이동한다.
  3. 세 번째 단계인 자석 레일에서 다시 연결하면 개방 플럭스가 닫히므로 새로운 사이클이 시작될 수 있다.이 재접합을 나이트사이드 재접합이라고 한다.

던지의 제안은 원래 주기가 안정 상태에 있으며, 1단계와 3단계 중 연결은 동일하다는 설명을 내놓았다.그러나 이후 연구에서는 재연결 비율이 가변적이며 자기장뿐만 아니라 주간 재연결 현장의 조건에 의해 영향을 받는다는 사실을 밝혀냈다.[3]

행성간 자기장 방향의 영향

자기장파괴에서의 재연결 속도는 행성간 자기장의 방향에 크게 좌우된다.자기장 남향성분이 더 강할 때 자기장에서 재연결은 더 높은 비율로 발생한다.[3]이를 통해 임의로 작은 전단 각도를 가진 태양풍이 자석 절연에서 다시 연결될 수 있다.정상적인 상황에서 자기장파동과 주변장 사이의 자기장 강도 차이는 전단 각도가 큰 태양풍만 재연결할 수 있게 한다.강한 남향 구성 요소는 자기장 절단과 주변 필드 사이의 자기장 강도 차이를 정규화한다.[4]

참조

  1. ^ Dungey, J. W. (1961). "Interplanetary Magnetic Field and the Auroral Zones". Physical Review Letters. 6 (2): 47–48. Bibcode:1961PhRvL...6...47D. doi:10.1103/physrevlett.6.47. ISSN 0031-9007.
  2. ^ Cowley FRS, Stanley W. H. (2015), "Dungey's Reconnection Model of the Earth's Magnetosphere: The First 40 Years", Magnetospheric Plasma Physics: The Impact of Jim Dungey’s Research, Astrophysics and Space Science Proceedings, Cham: Springer International Publishing, vol. 41, pp. 1–32, doi:10.1007/978-3-319-18359-6_1, ISBN 978-3-319-18358-9
  3. ^ a b c Milan, S. E.; Provan, G.; Hubert, B. (2007). "Magnetic flux transport in the Dungey cycle: A survey of dayside and nightside reconnection rates". Journal of Geophysical Research: Space Physics. 112 (A1): n/a. Bibcode:2007JGRA..112.1209M. doi:10.1029/2006JA011642. hdl:2027.42/140049. ISSN 2156-2202.
  4. ^ a b c Seki, K.; Nagy, A.; Jackman, C. M.; Crary, F.; Fontaine, D.; Zarka, P.; Wurz, P.; Milillo, A.; Slavin, J. A.; Delcourt, D. C.; Wiltberger, M. (2015). "A Review of General Physical and Chemical Processes Related to Plasma Sources and Losses for Solar System Magnetospheres". Space Science Reviews. 192 (1–4): 27–89. Bibcode:2015SSRv..192...27S. doi:10.1007/s11214-015-0170-y. ISSN 0038-6308. S2CID 118335073.