Diss. (sammanfattning) Uppsala : Uppsala universitet, 2005. / Härtill 5 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Umeå : Umeå universitet, 2005. / Härtill 4 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Luleå : Luleå tekniska univ., 2008. / Härtill 5 uppsatser.

Since Venus is an unmagnetized planet, it doesn’t interact with the solar wind in the same way as planets with an intrinsic magnetic field do. Due to its conductive ionosphere, however, it still possesses an induced magnetosphere. Venus’s magnetosphere contains different boundaries, identified by changes in the plasma or magnetic field characteristics. The boundaries we studied in this project are the bow shock and the Ion Composition Boundary (ICB). Previous studies identified the boundaries’ locations and compared them with plasma measurements outside of the magnetosphere, finding how the boundaries react to varying solar wind upstream conditions. What has been more rarely done, instead, is to find the analytical dependency of the bow shock and ICB on the upstream conditions. This was the purpose of this project. Developing this comprehensive analytical model allows us to determine the location of the boundaries, once the upstream conditions are defined. We used a database of boundary crossings and upstream conditions measurements deriving from the Venus EXpress (VEX). The procedure we followed was first to divide the boundaries crossings into bins, analyzing one upstream condition at a time. Then, we fitted the crossings using analytical equations depending on geometrical parameters. For the bow shock we used a conic section with semi-latus rectum L and eccentricity ε as geometrical parameters, for the dayside ICB we used a circumference with the radius R as geometrical parameter. We fitted these geometrical parameters with the upstream conditions in each bin and found the final model. The final equation for the bow shock depends on the Interplanetary Magnetic Field (IMF) magnitude, the solar wind mass flux, and the angle between the IMF direction and the local shock normal. For the ICB the final equation depends on the solar wind energy flux and the solar Extreme UltraViolet (EUV) flux. Given these solar wind and IMF properties, the geometrical parameters of the boundaries are uniquely identified. Then, we were able to determine the boundaries’ locations and shapes with higher accuracy than the general fitting models that don’t consider upstream conditions. For the bow shock we improved the accuracy by 17%, for the ICB by 8%. / Eftersom Venus är en omagnetisk planet växelverkar den inte med solvinden på samma sätt som planeter med ett inneboende magnetfält. På grund av sin ledande jonosfär har den dock fortfarande en inducerad magnetosfär. Venus magnetosfär innehåller olika gränser, identifierade av förändringar i plasma- eller magnetfältets egenskaper. Gränserna vi studerade i det här projektet är bogshocken och Ion Composition Boundary (ICB). Tidigare studier identifierade gränsernas lägen och jämförde dem med plasmamätningar utanför magnetosfären, och hittade hur gränserna ändras med varierande solvind uppströms. Vad som har gjorts mer sällan är att hitta det analytiska beroendet av bogchocken och ICB på uppströmsförhållandena. Det var syftet med det här projektet. Genom att utveckla de här analytiska modellerna kan vi bestämma placering för gränserna när uppströmsförhållandena har definierats. Vi använde en databas med gränsövergångar och mätningar av uppströmsförhållanden härrörande från Venus EXpress (VEX). Proceduren vi följde var först att dela upp gränsövergångarna i dataintervall och analysera ett uppströmsläge i taget. Sedan anpassade korsningarna med hjälp av analytiska ekvationer beroende på geometriska parametrar. För bogshocken använde vi en konisk sektion med semi-latus rektum L och excentricitet ε som geometriska parametrar, för dagsida ICB använde vi en omkrets med radien R som geometrisk parameter. Vi anpassade de här geometriska parametrarna för olika uppströmsförhållanden och tog fram en modell. Den slutliga ekvationen för bogshocken beror på det interplanetära magnetfältets (IMF) magnitud, solvindens rörelsemängd och vinkeln mellan IMF och den lokala shocknormalen. För ICB beror den slutliga ekvationen på solvindenergiflödet och extrem ultraviolett (EUV) flöde. Med avseende på de här solvinds- och IMF-egenskaperna är de geometriska parametrarna för gränserna identifierade. Sedan kunde vi bestämma gränsernas placeringar och former med högre noggrannhet än de allmänna modellerna som inte tar hänsyn till uppströmsförhållanden. För bogchocken förbättrade vi noggrannheten med 17% och för ICB med 8%.

Collisionless shocks are widespread phenomena in the universe, and understanding the mechanisms behind their energy dissipation, with a rare number of collisions between particles, remains a significant unresolved question. The Earth’s bow shock provides an excellent opportunity to study this phenomena in situ. For high Mach number shocks, the shock cannot be sustained without partial reflection of the incoming ions. At higher Mach numbers, the shock surface starts to exhibit non-stationary behaviours, meaning that the shock surface starts evolving. One such behaviour is known as shock reformation, where a new shock forms upstream of an existing one. This study aims to investigate shock reformation using data obtained from NASA’s MMS mission, which offers precise measurements with high spatial and temporal resolutions through its constellation of four spacecraft. Using the MMS shocks database (Lalti et al., 2022), the gradient of the magnetic field magnitude is computed to infer non-stationary behaviour and identify potential instances of shock reformation and other shock behaviours. Through the analysis of the MMS measurements, some insight into the non-stationary characteristics of shocks is obtained using the gradient of the magnetic field. However, further analysis is needed in order to refine the method of identifying non-stationary behaviour of shocks, for future applications. / Kollisionsfria chocker är ett vanligt fenomen som förekommer i universum, och att förstå hur energidissipation inträffar i chocker med ett fåtal kollisioner mellan partikar är ett olöst problem. Jordens bogchock utger en bra möjlighet att studera detta på plats med mätningar från rymdfarkoster. Detta projekt försöker studera delar av jordens bogchock och undersöka dess dynamic. För chocker med högt machtal, måste en del av jonerna från solvinden reflekteras för att chocken ska skunna upprätthållas. Vid högre machtal kan chockytan visa icke-stationära beteenden, vilket innebär att den börjar förändras. Ett exempel på sådant beteende är chockreformation, där en ny chock formas framför en befintlig chock. Denna studie har som mål att undersöka chockreformation med hjälp av data som erhållits från NASA:s MMS-uppdrag, vilket erbjuder precisa mätningar med hög rumslig och tidsmässig upplösning genom sin konstellation av fyra rymdfarkoster. Genom användning av MMS-shockdatabasen (Lalti et al., 2022) beräknades gradienten av magnetfältets magnitud för att härleda icke-stationärt beteende och identifierade potentiella fall av chockreformation och andra beteenden. Genom analys av MMS-mätningarna erhölls viss insikt i de icke-stationära egenskaperna hos chocker med hjälp av gradienten av magnetfältet, men ytterligare analys krävs för att förbättra metoden för framtida tillämpningar.