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Champ ambipolaire électrostatique dans les plasmas poussiéreux

Dans l’article publié par L. Z. Hadid et al. JPP, 2022, les auteurs ont étudié l’effet des grains de poussière de taille nanométrique chargés négativement sur le champ ambipolaire électrostatique aligné le long champ magnétique (E||). Pour cela, les auteurs ont utilisé les données de la sonde de Langmuir à bord de la mission Cassini pendant la première phase de plongée dans les anneaux de Saturne appelée « Ring-Grazing Orbits ».

L. Z. Hadid et al. ont dérivé une expression générale de E|| et estimé pour la première fois in-situ E|| près des anneaux externes Janus/Epiméthée. Ils ont également démontré que la présence de poussière chargée négativement près du plan équatorial amplifie E|| d’au moins un ordre de grandeur et inverse sa direction sous l’effet des forces de gravitation et d’inertie des poussières chargées. Une telle inversion confine les électrons à l’équateur magnétique de la planète, à environ 0.047 Rs ( 2830 km) au-dessus du plan équatorial. Ces résultats impliquent que les poussières chargées négativement, aussi petites que des nanomètres, peuvent avoir une influence significative sur le transport du plasma, en particulier la diffusion ambipolaire le long des lignes de champ magnétique, et donc leur présence doit être prise en compte lors de l’étude de tels processus dynamiques.

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Illustration montrant les anneaux de Saturne (crédits : NASA/JPL-Caltech). La figure insérée représente l’estimation du champ électrostatique ambipolaire en présence des grains de poussières près des anneaux externes de Janus/Epiméthée.

Contact au LPP : Lina Hadid

Voir en ligne : L. Z. Hadid et al., Journal of Plasma Physics, 2022, doi:10.1017/S0022377822000186

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