Modeling of anisotropy dynamics of the proton pitch angle distribution in the Earth's magnetosphere

В последние годы внимание к исследованию анизотропии питч-углового распределения заряженных частиц значительно возросло. Поэтому для исследования динамики анизотропии питч-углового распределения протонов используется двумерная феноменологическая модель кольцевого тока PheMRC 2-D (two-dimensional Phenomenological Model of the Ring Current), которая включает радиальную и питч-угловую диффузии с учетом потерь вследствие взаимодействий волна-частица. Экспериментальные данные собраны на спутнике Polar/MICS во время магнитной бури 21–22 октября 1999 г. Решая нестационарное двумерное уравнение питч-угловой и радиальной диффузий, численно определяли индекс анизотропии питч-углового распределения протонов (или показатель питч-углового распределения протонов) для питч-угла $90$ градусов во время магнитной бури, когда $Kp$-индекс геомагнитной активности изменялся от $2$ в начале бури до $7+$ в конце бури. Получена зависимость перпендикулярного индекса анизотропии питч-углового распределения протонов с энергией $E = 90$ кэВ в разные моменты времени от параметра МакИлвейна $L$ ($2.26 < L < 6.6$). Определено на количественном уровне для магнитной бури 21–22 октября 1999 г., когда и где на ночной стороне магнитосферы Земли ($\mathrm{MLT} = 2300$) с увеличением $Kp$-индекса геомагнитной активности имеется переход от нормальных (блиноподобных) питч-угловых распределений протонов к бабочкоподобным питч-угловым распределениям. Это позволило определить однозначно и точно динамику анизотропии питч-углового распределения протонов в данном конкретном случае. Показано, что с увеличением $Kp$-индекса геомагнитной активности граница изотропного питч-углового распределения протонов приближается к Земле, достигая $L \thickapprox 3.6$ при $Kp = 7+$.