Plasma Physics ReportsPlasma Physics ReportsФизика плазмы0367-29213034-6371The Russian Academy of Sciences68374210.31857/S0367292124110095FBONDPSPACE PLASMAКОСМИЧЕСКАЯ ПЛАЗМАResearch ArticleON THE NONLINEAR DUST ACOUSTIC PERTURBATIONS IN THE IONOSPHERE OF MARSК ВОПРОСУ О НЕЛИНЕЙНЫХ ПЫЛЕВЫХ ЗВУКОВЫХ ВОЗМУЩЕНИЯХ В ИОНОСФЕРЕ МАРСАReznichenkoYu. S.РезниченкоЮ. С.dvju@yandex.ruIzvekovaYu. N.ИзвековаЮ. Н.PopelS. I.ПопельС. И.popel@cosmos.ruSpace Research Institute, Russian Academy of SciencesИнститут космических исследований РАНMoscow Institute of Physics and Technology (National Research University)Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)241220245011VOL 50, NO11 (2024)ТОМ 50, №11 (2024)1388139710062025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0367-2921/article/view/683742

Dust acoustic solitons and nonlinear periodic waves propagating in the ionosphere of Mars in plasma–dust clouds at altitudes of about 100 km have been considered. The dependence of the soliton amplitude on the charge of dust particles and plasma electron density has been studied. It is shown that an important factor influencing the soliton parameters is the adiabatic capture of plasma electrons (ions). The possibility of the existence of nonlinear periodic waves in the ionosphere of Mars has been studied. It is shown that the spatial period of the wave can be sufficient for its recording by a spacecraft. The possibility of the occurrence of dust acoustic wave perturbations in the ionosphere of Mars should be taken into account when processing and interpreting observation data.

Рассмотрены пылевые звуковые солитоны и нелинейные периодические волны, распространяющиеся в ионосфере Марса в плазменно-пылевых облаках на высотах около 100 км. Исследована зависимость амплитуды солитона от величины заряда пылевых частиц и концентрации электронов плазмы. Показано, что важным фактором, влияющим на параметры солитона, является адиабатический захват электронов (ионов) плазмы. Исследована возможность существования в ионосфере Марса нелинейных периодических волн. Показано, что величина пространственного периода волны может быть достаточной для ее регистрации космическими аппаратами. Возможность возникновения пылевых звуковых волновых возмущений в ионосфере Марса следует учитывать при обработке и интерпретации данных наблюдений.

dusty plasmadusty acoustic disturbancessolitonsnonlinear wavesionosphereMarsпылевая плазмапылевые звуковые возмущениясолитонынелинейные волныионосфераМарсShukla P.K., Mamun A.A. Introduction to Dusty Plasmas Physics. Bristol/Philadelphia: Institute of Physics Publishing, 2002.Tsytovich V.N., Morfill G.E., Vladimirov S.V., Thomas H. Elementary Physics of Complex Plasmas. Berlin/Heidelberg: Springer, 2008.Fortov V.E., Ivlev A.V., Khrapak S.A., Khrapak A.G., Morfill G.E. // Phys. Reports. 2005. V. 421. P. 1.Popel S.I., Kopnin S.I., Yu M.Y., Ma J.X., Huang F. // J. Phys. D: Applied Phys. 2011. V. 44. P. 174036.Patzold M., Tellmann S., Hausler B., Hinson D., Schaa R., Tyler G.L. // Science. 2005. V. 310. P. 837.Withers P. // Adv. Space Res. 2009. V. 44. P. 277. 2009.04.027.Withers P., Fillingim M.O., Lillis R.J., Hausler B., Hinson D.P., Tyler G.L., Patzold M., Peter K., Tellmann S., Witasse O. // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. P. A12307.Withers P., Patzold M., Witasse O., // https://sci.esa.int/web/mars-express/-/51056-new-views-of-the-martian-ionosphereMangold M., Baratoux D., Witasse O., Encrenaz T., Sotin C. // Astron. Astrophys. Rev. 2016. V. 24. P. 15.Fox J.L., Dalgarno A. // J. Geophys. Res. 1979. V. 84. P. 7315.Fox Jane L., Benna M., Mahay P.R., Jakosky B.M. // Geophys.Res. Lett. 2015. V. 42. P. 8977.Forget F., Montmessin F., Bertaux J.L., GonzalezGalindo F., Lebonnois S., Quemerais E., Reberac A., Dimarellis E, Lopez-Valverde M.A. // J. Geophys. Res. 2009. V. 114. P. E01004.Извекова Ю.Н., Попель С.И. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 1010.Montmessin F., Bertaux J.L., Quemerais E., Korablev O., Rannou P., Forget F., Perriera S., Fussend D., Lebonnoisc S., Reberaca A. // Icarus. 2006. V. 183. P. 403.Montmessin F., Gondet B., Bibring J. P., Langevin Y., Drossart P., Forget F., Fouchet T. // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. P. E11S90.Whiteway J.A., Komguem L., Dickinson C., Cook C., Illnicki M., Seabrook J., Popovici V., Duck T.J., Davy R., Taylor P.A., Pathak J., Fisher D., Carswell A.I., Daly M., Hipkin V., Zent A.P., Hecht M.H., Wood S.E., Tamppari L.K., Renno N., Moores J.E., Lemmon M.T., Daerden F., Smith P. // Science. 2009. V. 325. P. 68.Hayne P.O., Paige D.A., Schofield J.T., Kass D.M., Kleinbohl A., Heavens N.G., McCleese D.J. // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. P. E08014.https://www.newsru.com/hitech/30may2021/mars_clouds.html.Gonzalez-Galindo F. // Doi: 10.1093/acrefore/9780190647926.013.79.Christou A., Vaubaillon J., Withers P., Hueso R., Killen R. // arXiv:2010.14647. Doi: 10.48550/arXiv.2010.14647.Клумов Б.А., Морфилл Г.Е., Попель С.И. // ЖЭТФ. 2005. Т. 127. С. 171.Trukhachev F.M., Vasiliev M.M., Petrov O.F., Vasilieva E.V. // Phys. Rev. E. 2019. V. 100. P. 063202.Дубинов А.Е., Китаев И.Н. // Теплофизика высоких температур. 2022. Т. 61. С. 11.Srinivas J., Popel S.I., Shukla P.K. // J. Plasma Phys. 1996. V. 55. P. 209.Лосева Т.В., Попель С.И., Голубь А.П. // Физика плазмы. 2012. Т. 38. С. 792.Popel S.I., Kopnin S.I., Kosarev I.N., Yu M.Y. // Adv. Space Res. 2006. V. 37. P. 414.Копнин С.И., Попель С.И. // Письма ЖТФ. 2019. Т. 45. С. 26.Попель С.И., Морозова Т.И. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 474.Гуревич A.B. // ЖЭТФ. 1967. Т. 53. С. 953.Лифшиц Е. М.,ПитаевскийЛ. П.Физическаякинетика М.: Физматлит, 2002. С. 182.Дубинский А.Ю., Резниченко Ю.С., Попель С.И. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. С. 913.Izvekova Yu.N., Popel S.I., Morozova T.I., and Kopnin S.I. // Plasma Phys. Rep. 2024. V. 50. P. 1288.