Freiburg 2008 – wissenschaftliches Programm

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EP: Fachverband Extraterrestrische Physik

EP 3: Planets and Small Bodies - Poster Session

EP 3.8: Poster

Montag, 3. März 2008, 17:30–19:00, Vorraum KGI-Aula

3D MHD Simulationen der Jupiter-Io Wechselwirkung: Zusammenbruch des Reflexionsgesetzes für nichtlineare Alfvénwellen — •Sven Jacobsen, Joachim Saur, Fritz M. Neubauer und Nico Schilling — Institut für Geophysik, Uni Köln

Ios relative Bewegung in Jupiters Magnetosphäre regt Alfvénwellen an. Sie pflanzen sich entlang des Magnetfelds durch das dichte Plasma des Io-Torus und das dünne magnetosphärische Plasma fort, bis sie die Jupiterionosphäre erreichen. Hierbei treten partielle Reflexionen an Plasmadichtegradienten auf, welche nichtlinear sowohl miteinander als auch mit anderen Plasmawellenmoden interagieren. Auf diese Weise entsteht ein kompliziertes Wellenmuster. Es verändert sich ständig, denn einerseits bewegt sich Io im Torus auf und ab und ändert so die Geometrie des Problems, andererseits variiert die Dichte des anströmenden Plasmas und somit die Stärke der initialen Störung, je nachdem, ob sich Io Toruszentrum befindet oder am Rand. Wir stellen ein MHD Modell vor, das im Gegensatz zu bisherigen Modellen die nichtlinearen Wellenphänomene bei der Beschreibung dieser Wechselwirkung in drei Dimensionen miteinbezieht. Die Ergebnisse zeigen große morphologische Unterschiede im Wellenmuster zwischen schwachen, quasilinearen Störungen und denen nichtlinearer Natur. Die Ursache hierfür ist der Zusammenbruch des Reflexionsgesetzes mit zunehmender Nichtlinearität. Ein Vergleich unserer Ergebnisse mit Bildern des Io-Fußpunkts in der Jupiteraurora zeigt gute Übereinstimmungen und die unerwartete Reflexionsgeometrie stellt eine mögliche Erklärung bisher unverstandener Beobachtungsdetails dar.