1 – Context of the event from orbital data

1. PENETRATION IMPULSIVE DU PLASMA DE LA MAGNETOGAINE; OBSERVATIONS DE CLUSTER P. Robert, O. Le Contel, A. Roux, D. Fontaine, P. Canu, G. Chanteur,, J.M. Bosqued J.M. Owen, A.N. Fazakerley, M.W. Dunlop • En MHD « idéale » la magnétopause est une frontière « imperméable », empêchant la pénétration du plasma de la magnétogaîne dans la cavité magnétosphérique. En réalité cette pénétration a lieu! • Quel est le processus responsable? reconnexion, diffusion? • Ce processus est-il stationnaire/transitoire? • Observations de ISEE => structures 3D, les FTE’s; des tubes ouverts qui « connectent » les 2 milieux. • Dans ce « modèle » les lignes de force du champ magnétique terrestre se reconnectent localement à celles de la magnétogaîne près de l’équateur. Ensuite le tube de force « reconnecté » se déplace vers les pôles. • Le plasma dense et faiblement énergétique de la magnétogaîne pénètre via cette structure, tandis que les particules énergétiques de la Msph s’échappent. • Dans le FTE les lignes doivent être ouvertes. Les électron énergétiques doivent s’échapper de la Msph. (anti//B).

2. 1 – Context of the event from orbital data

3. 2 Identification of a FTE by magnetic signature

4. 3 Zoom on field data: Identification of discontinuities

5. 4 Zoom on particule data : Identification of region and boundaries

6. CONCLUSIONS • Exemple d’étude multi instruments, fondée sur l’utilisation de diagnostics multi sat. (calcul de J via rotB, caractérisation de la normales « locale » et de la vitesse des discontinuités via le timing entre satellites) • La structure du FTE  tube de courant avec une configuration force-free. • Le FTE n’est pas simplement un tube de flux reconnecté se propageant le long de la magnetopause ; la réalité est plus complexe. Scénario possible: • Un excès de pression dans le VS => un pulse de pression magnétique (entre D1&D2)qui se propage le long de la magnetopause (Sibeck) • Dans le sillage de ce pulse le plasma de la magnétogaîne pénètre, par diffusion via les ondes (à travers D2), sur des lignes fermées. • Cette diffusion permet l’ouverture des lignes de forces (la reconnexion), à l’endroit où la barrière magnétique est faible; c.a.d. où Bx and Bz changent de signe (D2), tandis que By • (guide field) est constant. • La tension de la ligne de force ( D3) accélère les ions, comme dans le modèle standard des FTE.

7. 6 Suggest a model based on propagation of a bulge along L A B Tang. Discont. : time Vn=0 Bn=0 ΔBt&ΔVt indep. Rot. Discont. : Vn≠0 Bn≠0 ΔBt αΔVt ΔN=0

8. The bulge leaves behind it open field lines B C Tang. Discont. : Vn=0 Bn=0 ΔBt≠0 D Rot. Discont. : Vn≠0 Bn≠0 ΔBt αΔ Vt ΔN=0

9. SUMMARY • The FTE is a force free current density structure (J~Jy). Signatures of sharp discontinuities are superimposed. • As expected from standard FTE model, accelerated magnetosheath ions are observed on open field lines (with 1 magnetic footprint on Earth), in region C • Against expectation, accelerated magnetosheath ions are also observed on closed field lines, in region B. This is not consistent with standard FTE model. • Penetration of Msheath plasma through TD (D1 and D2) consistent with diffusion. Vdiff ~ 30 km/s at D2, computed from the observed level of fluctuations (~ 3-5 nT). T.D. T.D. R.D. A B C D E Connected M.Sheath Free MSheath MSphere D2 Bound. Layer D1 D4 D3 Free MSheath 0 2 2-1 1 0 Inner edge BL MP MP Acceler. ions Acceler. ions

10. 5 Zoom again on the FTE itself, both with field and particules data to try to understand…

12. 3 - Remark : LMN coordinate system is close to TPN system

13. LMN or TPN? T89 LMN most appropriate for discontinuities TPN fit better with B data and T89 model B rotation, currents ?

15. y z Current mainly to Y GSE x