Investigation of the outer solar system with space probes  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
62617
Type K
Principal investigator Erdős, Géza
Title in Hungarian A külső naprendszer vizsgálata űrszondák segítségével
Title in English Investigation of the outer solar system with space probes
Keywords in Hungarian űrfizika, plazma fizika, naprendszer
Keywords in English space physics, plasma physics, solar system
Discipline
Physics (Council of Physical Sciences)100 %
Panel Physics 1
Department or equivalent Space Physics and Space Technology Department (Wigner Research Centre for Physics)
Participants Juhász, Antal
Kecskeméty, Károly
Király, Péter
Márkusné Bebesi, Zsófia
Németh, Zoltán
Szego, Károly
Starting date 2006-02-01
Closing date 2010-07-31
Funding (in million HUF) 16.000
FTE (full time equivalent) 10.43
state closed project
Summary in Hungarian
A külső naprendszer kutatására benyújtott pályázatunk fő témái:
- a Cassini szonda Szaturnusz környezetében mért eredményeinek értelmezése
- a napszél szerkezetének változásai a háromdimenziós helioszférában
- nagyenergiájú részecskék vizsgálata a napciklus és a Naptól mért távolság függvényében.

A Cassini és Ulysses szondák adatait együttműködés keretében megkapjuk.
Legfontosabb feladatunk a Cassini szonda adatainak értelmezése a következő témakörökben:
- a napszél kölcsönhatása a Szaturnusz magnetoszférájával
- a Titán plazmakörnyezete a Szaturnusz rendszerben
- a Szaturnusz E gyűrűjének környezeti kölcsönhatásai.
Mindhárom témát nemzetközi együttműködésben tanulmányozzuk. Mivel hasonló mérési adatok még nincsenek, fontos felfedezések várhatók.

A napszél turbulenciájának tanulmányozásával korábbi vizsgálatainkat folytatjuk. Több alapvető kérdés vár még válaszra mind a turbulencia statisztikai leírásával, mind a nagyenergiájú részecskék terjedésével kapcsolatban.

A naprendszerben észlelhető nagyenergiájú részecskék fluxusa függ a naptevékenység mellett a Naptól mért távolságtól is. A részecskefluxusok jellemzőit az ACE és Ulysses szondák adatai alapján alacsony és magas heliografikus szélességeken is vizsgáljuk. Különös figyelmet szentelünk a napfoltminimumkor (2006-07) várható rendkívül alacsony fluxusoknak. Részeletesen tanulmányozni fogjuk a Voyager-1 szonda méréseit a szuperszonikus és szubszonikus napszelet elválasztó lökéshullám környezetében.
Summary
The in situ study of the outer solar system proposed here concentrates on three main topics:
- interpretation of Cassini results in the Saturn system
- the change of solar wind structure in the three dimensional heliosphere
- energetic particle properties as a function of solar activity and solar distance

We are in a favoured position of having legal access to Cassini and Ulysses data.
The interpretation of Cassini data is the most important task of our project, and extends to three main topics:
- study of the interaction of the solar wind with Saturn’s magnetosphere
- Titan’s plasma environment embedded in the Saturnian system
- interaction of Saturn’s E-ring with its environment
All Cassini topics are studied in international collaboration. As no comparable data are available, important new discoveries are expected.

The topic on solar wind turbulence is a continuation of our earlier research, and we intend to answer several basic questions related both to the statistical description of turbulence and to energetic particle propagation.

Energetic particle fluxes change both with the phase of the solar cycle and with position in the solar system. Properties of particle fluxes will be examined both at low and high heliospheric latitudes using ACE and Ulysses data. Special attention will be given to low fluxes measurable at solar activity minimum (2006-07), and also to data of Voyager-1, indicating transition through a giant shock separating supersonic and subsonic solar wind regions.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A helioszféra távoli vidékeit vizsgáltuk a Cassini, az Ulysses, és a Voyager 1-2 űrszondákon repülő magnetométerek, plazma-detektorok, és energikus részecskék fluxusát mérő berendezések adatainak kiértékelésével. A mérési adatokhoz mint társkutatók és vendégkutatók jutottunk hozzá. A nemzetközi együttműködésben végzett kutatások föbb eredményei, köztük új jelenségek felfedezése és leírása, modellezéssel végzett számítások végzése, statisztikus vizsgálatok közül a következőket tekintjük jelentősnek: - Lassú módusú lökéshullám felfedezése a Jupiter mágneses köpenyében - „Hot Flow” anomália felfedezése a Szaturnusz fejhulláma előtt - Új típusú hullám-gerjesztés modellezése a Titán és Vénusz ionoszférájában - Titán plazmakörnyezetének összehasonlító vizsgálata a megközelítések során - Szaturnusz eredetű, „fosszilis” mágneses tér felfedezése a Titán közelében - Enceladusból származó por dinamikájának és az E gyűrű keletkezésének modellezése - Jupiter halvány gyűrűjének modellezése - MHD szakadási felületek gyakoriságának és geometriájának statisztikus vizsgálata a helioszférában - A helioszféra kétféle mágneses polaritását elválasztó áramlepel észak-déli aszimmetriája - Energikus részecskék terjedésének vizsgálata nagyszámú esemény alapján.
Results in English
The distant regions of the heliosphere was investigated by the analysis of the data of magnetometers, plasma detectors, and energetic particle flux detectors, flown onboard the space probes Cassini, Ulysses, and Voyager 1-2. We acquired the scientific data as co-investigators and guest-investigators of the measurements. Among the main results of the research carried out in international collaborations, including discoveries and descriptions of new phenonmena, model calculations, statistical studies, we consider the most important ones as the following: - Discovery of slow mode shock in the Jovian magnetosheath - Discovery of hot flow anomaly upstream of the bow shock of Saturn - Modelling new type of wave excitation in the ionosphere of Titan and Venus - Comparative studies of the plasma environment of Titan during the encounters - Discovery of fossil magnetic field near Titan, originating from Saturn - Study of the dynamics of dust, originating from Enceladus and modelling the origin of E-ring - Modelling the faint ring of Jupiter - Statistical investigation of the rate and geometrical properties of MHD discontinuities in the heliosphere - North-south asymmetry of the current sheet separating the opposite magnetic polarities of the heliosphere - Investigation of the propagation of energetic particles, based on large number of events.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=62617
Decision
Yes





 

List of publications

  
Daibog, EI; Kecskeméty K; Logachev Yu I;: Rigidity dependence of characteristic decay time in SEP events, Proc. 31st Int. Cosmic Ray Conference, Lódz, Poland (2009), 2009
Daibog, EI; Logachev Yu I; Kecskeméty K; Zeldovich M A; Surova G M;: The influence of the Earth magnetosphere on solar and galactic particle fluxes at 1 AU, Proc. of the 21st European Cosmic Ray Symposium, Kosice, Slovakia 2008, 214-217 (2009), 2009
Ishkov VN; Kecskeméty K; Logachev Yu I; Zeldovich M A;: Relation between quiet-time low energy particle fluxes and chromospheric activity, Proc. 31st Int. Cosmic Ray Conference, Lódz, Poland (2009), 2009
Kecskeméty K; Daibog E I; Logachev Yu I; Kóta J;: The decay phase of solar energetic particle events, J. Geophys. Res., 114, A06102, doi: 10.1029/2008JA013730, 2009
Király P;: Recent Voyager data and unexpected properties of the heliospheric temination shock, Proc. of the 21st European Cosmic Ray Symposium, Kosice, Slovakia 2008, 269-273, 2009
Király P;: Some implications of energetic particle and plasma data at both Voyagers, Proc. 31st Int. Cosmic Ray Conference, Lódz, Poland (2009), 2009
Erdős G;: Mágnesestér-mérések a helioszférában, MTA doktora cím megszerzéséért készített disszertáció, 2010
Szegő K: Bertucci C;Coates AJ; Bebesi Zs; Erdős G: Földy L: Young DT; Crary F; Sittler EC; Hartle R; Thomsen MF: On the flowside plasma environment of Titan, Absztrakt. AGU Fall Meeting, 2006, San Francisco, 2006
Király P: A Helioszféra szerkezete és a Voyager űrszondák eredményei, XXV. Ionoszféra- és Magnetoszférafizikai Szeminárium, Sopron 2007, MANT, ISSN: 0236-9338, p. 7, 2007
Juhász A; Horányi M; Morfill GE: The large scale structure of Saturn's E-ring, Geophys. Res. Lett 35, L04203, 2008
Erdős G; Balogh A: Density of discontinuities in the heliosphere, Adv. Space Res. doi: 10.1016/jasr.2007.04.036, 2007
Király P: Solar-heliospheric processes and the variability of energetic particle intensities, Absztrakt D1.1-0006-06. 36th COSPAR, Beijing, China, 2006
Erdős G; Arridge CS; Dougherty MK; Kivelson MG; Tátrallyay M: Mirror mode waves at Saturn, Absztrakt D3.3-0017-06. 36-th COSPAR, Beijing, China, 2006
Király P: The Voyagers at 100 and 80 AU, on both sides of the heliospheric termination shock, Proc. of the 20-th European Cosmic Ray Symposium, Lisbon (közlésre elküldve), 2007
Király P: The intensity variations of energetic particles throughout the heliosphere, Absztrakt, 20-th European Cosmic Ray Symposium, Lisbon, 2006
Kecskeméty K; Loghacev YuI; Zeldovich MA: Quiet-time low-energy protons in the outer heliosphere, Absztrakt D1.1-0074-06. 36th COSPAR, Beijing, China, 2006
Logachev YuI; Kecskeméty K; Kota J; Zeldovich MA: Energy spectra of <200 MeV protons under quiet solar activity, Absztrakt D1.1-0044-06. 36th COSPAR, Beijing, China, 2006
Szegő K: Bebesi Zs: Erdős G: Crary F: Young DT: Coates AJ: McAndrews H: Hartle RE; Sittler EC; Berthelier J-J; Bouhram M; Thomsen MF: Indirect evidence for a neutral hydrogen cloud near Titan, Absztrakt. European Planetary Sci. Congress, Berlin, 2006
Kecskeméty K; Heber B; Müller-mellin R; Klassen A; Gomez R: SOHO COSTEP and Ulysses COSPIN observations during the series of solar energetic particle events in September 2005, Absztrakt. SOHO 17 Symposium, Giardini Naxos, Italy, 2006
Szegő K: Bebesi Zs: Bertucci C; Berthelier J-J; Coates AJ; Crary F; Erdős G: Földy L: Hartle RE; McAndrews H: Neubauer FM; Sittler EC; Thomsen MF; Young DT: The global plasma environment of Titan as observed by the Cassini Plasma Spectrometer and the Cassini Magnetometer during the close encounters, Absztrakt. European Planetary Sci. Congress, Berlin, 2006
Dóbé Z; Szegő K: Quest KB; Shapiro VD; Hartle RE; Sittler EC: Nonlinear evolution of modified two stream instability above ionosphere of Titan: comparison with the data of the Cassini Plasma Spectrometer, Journal of Geophys. Res. 112, A3 No A03203, 2007
Juhász A; Horányi M; Morfill GE: Signatures of the Enceladus plumes in Saturn's E-ring, Geophys. Res. Lett 34, L09104, doi: 10.1029/2006GL029120, 2007
Szegő K: Bebesi Z; Bertucci C;Coates AJ; Crary F; Erdős G: Földy L: Hartle R; Sittler EC Jr; Young DT;: Charged particle environment of Titan during the T9 flyby, Geophys. Res. Lett. 34, L24S`3, doi: 10.1029/2007GL030677, 2007
Király P: Some implications of recent Voyager 1 and 2 directional and omnidirectional energetic particle data, Proc. 30th Int. Cosmic Ray Conf., Merida, Mexico (2007), Vol. 1, 823-826, 2008
Kecskeméty K; Logachev YuI; Zeldovich MA: Radial diffusion coefficients of 1-30 MeV protons in the outer heliosphere, Proc. 30th Int. Cosmic Ray Conf., Merida, Mexico (2007), Vol. 1, 803-806, 2008
Kecskeméty K; Daibog EI; Logachev YuI; Kóta J: Comparison of theoretical and experimental values of the decay rate of SEP events, Proc. 30th Int. Cosmic Ray Conf., Merida, Mexico (2007), Vol. 1, 139-142, 2008
Erdős G; Balogh A; Smith EJ: Comparison of magnetic sectors at mid-heliographic latitudes in the late declining phases of solar cycles 22 and 23, EGU General Assembly 2007, Viena, 2007
Bebesi Zs; Erdős G: Szegő K: Arridge CS: Coates AJ: Bertucci C; Dougherty MK; Thomsen MF; Young DT: Particle dynamics at SLAMS observed at the Kronian bow shock, Absztrakt. European Planetary Sci. Congress, Potsdam, 2007
Szegő K: Bebesi Zs: Bertucci C: Coates AJ: Crary F: Erdős G: Hartle R: Sittler EC: Young DT: Investigation of ion distributions in the plasma mantle of Titan, Absztrakt. European Planetary Sci. Congress, Potsdam, 2007
Dóbé Z; Szegő K: The interaction of the shocked solar wind with the ionosphere of Venus (with a glimpse to Titan), Planet. Space Sci. Vol. 55, Issue 12, pp 1817-1830, 2007
Szegő K: Bebesi Zs: Bertucci C; Coates AJ; Crary F; Erdős G: Földy L: Hartle RE; Sittler EC; Young DT: On the perturbed charged particle environment of Titan, Absztrakt. EGU General Assembly, 2007, Viena, 2007
Graps AL: Juhász A; Horányi M; Morfill GE: Havens O>: The charging of planetary rings, Space Sci. Rev. 137, 435-453, 2008
Bertucci C: Achilleos N: Dougherty MK: Modolo R: Coats AJ: Szegő K: Masters A: Ma Y: Neubauer FM: Garnier P: Wahlund J-E: Young DT;: The magnetic memory of Titan's ionized atmosphere, Science 321, 1475-1478, 2008
Szegő K; Bebesi Z; Erdős G; Coates A J; Fraenz M; Fedorov A; Hartle R E; Sittler E C; Wahlund J E; Zhang T;: Comparison of the tail region of Venus and Titan, Absztrakt P34B-05, AGU Fall Meeting 2008, San Francisco, USA, 2008
Erdős G;: The structure of the heliospheric magnetic field: Ulysses observations through two solar cycles, Absztrakt D11-0010-08, 37th COSPAR Scientific Assembly, Montreal 2008, Canada, 2008
Erdős G;Balogh A;: Magnetic Sectors of the Heliospheric Field as Observed by Ulysses Through Two Solar Cycles, Absztrakt SH51A-1596, American Geophysical Union, Fall Meeting, San Francisco 2008, 2008
Nemeth Z; Szego K; Erdos G; Foldy L; Rymer A; Thomsen M F; Sittler E C; Coates A J; Wellbrock, A;: Global Features of Ion Distributions Near Titan, Absztrakt SM23C-1642, American Geophysical Union, Fall Meeting 2009, San Francisco, 2009
Juhász A; Horányi M: Jovian ring and halo models: comparing predictions for the Juno mission, Absztratt #P51B-1132, American Geophysical Union, Fall Meeting 2009, San Francisco, 2009
Erdos G; Balogh A;: North-south asymmetry of the location of the heliospheric current sheet revisite, Journal of Geophysical Research, Volume 115, Issue A1, CiteID A01105, 2010
Bebesi Z; Szego K; Balogh, A; Krupp N; Erdos G; Rymer A M; Lewis G R; Kurth W S; Young D T; Dougherty M K;: Slow-mode shock candidate in the Jovian magnetosheath, Planetary and Space Science, Volume 58, Issue 5, p. 807-813, 2010
Sittler E C; Hartle R E; Johnson R E; Cooper J F; Lipatov A S; Bertucci C; Coates A J; Szego K; Shappirio M; Simpson, D G; Wahlund J-E;: Saturn's magnetospheric interaction with Titan as defined by Cassini encounters T9 and T18: New results, Planetary and Space Science, Volume 58, Issue 3, p. 327-350, 2010
Erdos G;: The heliospheric magnetic field during solar minimum, as seen by Ulysses, Absztrakt EGU2010-12355, EGU General Assembly 2010, Vienna, 2010
Masters A; Arridge C S; Dougherty M K; Bertucci C; Billingham L; Schwartz S J; Jackman C M; Bebesi Z; Coates A J; Thomsen M F;: Cassini encounters with hot flow anomaly-like phenomena at Saturn's bow shock, Geophysical Research Letters, Volume 35, Issue 2, CiteID L02202, 2010
Horányi M; Juhász A;: Plasma conditions and the structure of the Jovian ring, Journal of Geophysical Research, Volume 115, Issue A9, CiteID A09202, 2010



Back »