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(FWF Projekt P21051-N16)
Der Sonnenwind trifft auf unterschiedliche Hindernisse auf seinem Weg durch unser Sonnensystem. Eine Art solcher Hindernisse sind Planeten, die kein (starkes) eigenes Magnetfeld besitzen, aber Atmosphären und Ionosphären, bzw. ein „induziertes Magnetfeld” aufgrund der Wechselwirkung mit dem Sonnenwind. Venus und Mars sind solche Planeten.
Die Wechselwirkung des Sonnenwindes mit einem Planeten ohne eigenem Magnetfeld ruft verschiedene Plasmaprozesse in der Umgebung des Planeten hervor. So hat zum Beispiel die Raumsonde Pioneer Venus Orbiter wellenartige Unregelmäßigkeiten an der Tagseite der Ionopause und möglicherweise abgelöste Plasmastrukturen oberhalb der Ionopause beobachtet. Solche Beobachtungen haben zur Hypothese geführt, dass sich die Kelvin-Helmholtz Instabilität an der Grenzschicht zwischen Magnetosheath und Ionosphäre ausbilden und eventuell zur Ablösung von sogenannten Plasmawolken, die ionosphärische Teilchen beinhalten, führen kann.
Allgemein tritt die Kelvin-Helmholtz Instabilität an Grenzschichten zwischen zwei Plasmaschichten, die sich mit Relativgeschwindigkeit zueinander bewegen, auf. Kleine Störungen an dieser Grenzschicht können wachsen, die Grenzschicht wird instabil und turbulent. Wenn nun die Instabilität ihre nichtlineare Phase erreicht, können sich Wirbel formen, Rekonnexion kann einsetzen und Plasmastrukturen können sich ablösen. Diese Prozesse sind verantwortlich dafür, dass die Kelvin-Helmholtz Instabilität als Verlustprozess von ionosphärischen Teilchen von Planeten ohne eigenen Magnetfeldern angedacht worden ist. Allerdings ist das Verständnis der involvierten Mechanismen zur Zeit noch sehr gering.
Die Forschung auf diesem Gebiet soll helfen, ein besseres Verständnis der Eigenschaften und Auswirkungen der Kelvin-Helmholtz Instabilität in der Sonnenwindwechselwirkung mit Venus zu bekommen.
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| 1. |
Amerstorfer et al.:
Influence of a density increase on the evolution of the Kelvin-Helmholtz instability and vortices,
Phys. Plasmas,
17,
072901, doi:10.1063/1.3453705,
2010.
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| 2. |
Gunell et al.:
Shear driven waves in the induced magnetosphere of Mars,
Plasma Phys. Control. Fusion,
50,
doi:10.1088/0741-3335/50/7/074018,
2010.
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| 3. |
Amerstorfer, U.V.:
The Kelvin-Helmholtz instability in magnetohydrodynamics with finite larmor radius effects and application to Venus,
Planet. Space Sci.,
57,
426–427, doi:10.1016/j.pss. 2008.12.003,
2009.
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| 4. |
Amerstorfer et al.:
Shear driven waves in the induced magnetosphere of Mars: parameter dependence,
Astrophys. Space Sci. Trans.,
3,
39-42,
2009.
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| 5. |
Amerstorfer et al.:
On Kelvin–Helmholtz instability due to the solar wind interaction with unmagnetized planets,
Planet. Space Sci.,
55,
1811–1816, doi:10.1016/j.pss.2007.01.015,
2007.
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| 6. |
Biernat et al.:
Solar wind flow past Venus and its implications for the occurrence of the Kelvin–Helmholtz instability,
Planet. Space Sci.,
55,
1793–1803, doi:10.1016/j.pss.2007.01.006,
2007.
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