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Detection of Bernstein wave forbidden bands in the Jovian magnetosphere:
A new way to measure the electron density

[Michel Moncuquet, Nicole Meyer-Vernet, Sang Hoang, Robert J. Forsyth et Patrick Canu, publié en 1997 dans Journal of Geophysical Research, Vol. 102, pages 2373-2379] Click here to read that paper

Résumé

Nous analysons des spectres de puissance collectés par le récepteur radio de l'expérience URAP (Unified Radio and Plasma Wave) sur Ulysse lors de du passage de cette sonde à travers la magnétosphère interne de Jupiter, de tex2html_wrap_inline3572 aux confins du tore de plasma d'Io jusqu'à tex2html_wrap_inline3574 près de la lame de plasma magnéto-équatoriale.
Au-dessous de la fréquence de plasma tex2html_wrap_inline3220 , ces spectres montrent une faible mais très régulière augmentation de puissance entre chacune des harmoniques de la gyrofréquence des électrons (i.e. dans les «bandes intraharmoniques»). Ces observations ont été interprétées par [Meyer-Vernet, Hoang and Moncuquet, 1993], comme la contribution des ondes de Bernstein à l'augmentation du bruit quasi-thermique dans ces bandes.
Nous montrons ici qu'au-dessus de tex2html_wrap_inline3220 la puissance du signal observée dans chaque bande intraharmonique s'effondre brutalement avant d'atteindre le haut de la bande. Nous interprétons ce phénomène par l'entrée du récepteur dans une «bande interdite» aux modes de Bernstein, prédite par l'équation de dispersion de ces ondes, entre une fréquence de résonance, notée tex2html_wrap_inline3222 , et la gyroharmonique supérieure.
Cette interprétation des observations permet finalement une détermination de la fréquence de plasma des électrons froids (coeur) et donc de la densité de cette population d'électrons avec une erreur d'environ 16%. A titre de comparaison/vérification, nous montrons sur un exemple que les résonances tex2html_wrap_inline3222 déterminées par notre méthode sont en bon accord avec les fréquences de résonance excitées par le sondeur à relaxation utilisant la même antenne (la comparaison ne pouvant donc se faire qu'à temps voisin).



Michel Moncuquet
Tue Jan 13 19:37:26 MET 1998