Space Science Reviews

, Volume 152, Issue 1–4, pp 99–134 | Cite as

Current Systems in Planetary Magnetospheres and Ionospheres

  • Wolfgang Baumjohann
  • Michel Blanc
  • Andrei Fedorov
  • Karl-Heinz Glassmeier
Article

Abstract

The interaction of planets with the solar wind produces a diversity of current systems, yet these can be classified into only a few different types, which include ionospheric currents, currents carried by magnetospheric boundaries like the magnetopause or ionopause, magnetotail currents, and currents flowing inside the magnetospheres, like ring currents, plasma sheet currents and currents aligned to the magnetic field lines (or field-aligned currents).

Keywords

Planetary magnetospheres Planetary ionospheres External planetary current systems 

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. B.J. Anderson, M.H. Acuña, H. Korth, M.E. Purucker, C.J. Johnson, J.A. Slavin, S.C. Solomon, R.L. McNutt, Science 321, 82–86 (2008) CrossRefADSGoogle Scholar
  2. C.S. Arridge, C.T. Russell, K.K. Khurana, N. Achilleos, N. Andre, A.M. Rymer, M.K. Dougherty, A.J. Coates, Geophys. Res. Lett. 34, L09108 (2007) CrossRefGoogle Scholar
  3. C.S. Arridge, K.K. Khurana, C.T. Russell, D.J. Southwood, N. Achilleos, M.K. Dougherty, A.J. Coates, H.K. Leinweber, J. Geophys. Res. 113, A08217 (2008) CrossRefGoogle Scholar
  4. W. Baumjohann, R.A. Treumann, Basic Space Plasma Physics (Imperial College Press, London, 1996) Google Scholar
  5. W. Baumjohann, A. Roux, O. LeContel, R. Nakamura, J. Birn, M. Hoshino, A.T.Y. Lui, C.J. Owen, J.-A. Sauvaud, A. Vaivads, D. Fontaine, A. Runov, Ann. Geophys. 25, 1365–1389 (2007) CrossRefADSGoogle Scholar
  6. M. Blanc, R. Kallenbach, N.V. Erkaev, Space Sci. Rev. 116, 227–298 (2005). doi:10.1007/s11214-005-1958-y CrossRefADSGoogle Scholar
  7. M. Blanc, Y. Alibert, N. André, S. Atreya, R. Beebe, W. Benz, S.J. Bolton, A. Coradini, A. Coustenis, V. Dehant, M. Dougherty, P. Drossart, M. Fujimoto, O. Grasset, L. Gurvits, P. Hartogh, H. Hussmann, Y. Kasaba, M.G. Kivelson, K.K. Khurana, N. Krupp, P. Louarn, J. Lunine, M. McGrath, D. Mimoun, O. Mousis, J. Oberst, T. Okada, R. Pappalardo, O. Prieto-Ballesteros, D. Prieur, P. Regnier, M. Roos-Serote, S. Sasaki, G. Schubert, C. Sotin, T. Spilker, Y. Takahashi, T. Takashima, F. Tosi, D. Turrini, T. van Hoolst, L. Zelenyi, Exp. Astron. 23, 849–892 (2009). doi:10.1007/s10686-008-9127-4 CrossRefADSGoogle Scholar
  8. J.E.P. Connerney, M.H. Acuña, N.F. Ness, Nature 292, 724–726 (1981) CrossRefADSGoogle Scholar
  9. S.W.H. Cowley, E.J. Bunce, Planet. Space Sci. 49, 1067–1088 (2001) CrossRefADSGoogle Scholar
  10. S.W.H. Cowley, S.V. Badman, E.J. Bunce, J.T. Clarke, J.-C. Gérard, D. Grodent, C.M. Jackman, S.E. Milan, T.K. Yeoman, J. Geophys. Res. 110, A02201 (2005). doi:10.1029/2004JA010796 CrossRefGoogle Scholar
  11. I.A. Daglis, R.M. Thorne, W. Baumjohann, S. Orsini, Rev. Geophys. 37, 407–438 (1999) CrossRefADSGoogle Scholar
  12. F. Duru, D.A. Gurnett, T.F. Averkamp, D.L. Kirchner, R.L. Huff, A.M. Persoon, J.J. Plaut, G. Picardi, J. Geophys. Res. 111, A12204 (2006). doi:10.1029/2006JA011975 CrossRefADSGoogle Scholar
  13. I.M. Engle, J. Geophys. Res. 97, 17169 (1992) CrossRefADSGoogle Scholar
  14. R.C. Elphic, C.T. Russell, J.G. Luhmann, F.L. Scarf, L.H. Brace, J. Geophys. Res. 86, 11430–11438 (1981) CrossRefADSGoogle Scholar
  15. K. Ferrière, Rev. Mod. Phys. 73, 1031–1066 (2001) CrossRefADSGoogle Scholar
  16. K.H. Glassmeier, Currents in Mercury’s magnetosphere, in Magnetospheric Current Systems. Geophysical Monograph, vol. 118 (American Geophysical Union, Washington, 2000), pp. 371–380 Google Scholar
  17. K.H. Glassmeier, U. Auster, U. Motschmann, Geophys. Res. Lett. 34, L22201 (2007). doi:10.1029/2007GL031662 CrossRefADSGoogle Scholar
  18. T.I. Gombosi, T.P. Armstrong, C.S. Arridge, K.K. Khurana, S.M. Krimigis, N. Krupp, A.M. Persoon, M.F. Thomsen, Saturn’s magnetospheric configuration, in Saturn (2009, in press) Google Scholar
  19. X.C. Guo, C. Wang, Y.Q. Hu, J.R. Kan, Geophys. Res. Lett. 35, L03108 (2008). doi:10.1029/2007GL032713 CrossRefGoogle Scholar
  20. D.A. Gurnett, R.L. Huff, D.D. Morgan, A.M. Persoon, T.F. Averkamp, D.L. Kirchner, F. Duru, F. Akalin, A.J. Kopf, E. Nielsen, A. Safaeinili, J.J. Plaut, G. Picardi, Adv. Space Res. 41, 1335–1346 (2008) CrossRefADSGoogle Scholar
  21. P. Janhunen, H.E.J. Koskinen, Geophys. Res. Lett. 24, 1419–1422 (1997) CrossRefADSGoogle Scholar
  22. X.Z. Jia, R.J. Walker, M.G. Kivelson, K.K. Khurana, J.A. Linker, J. Geophys. Res. 114, A09209 (2009). doi:10.1029/2009JA014375 CrossRefGoogle Scholar
  23. Y. Kamide, W. Baumjohann, Magnetosphere–Ionosphere Coupling (Springer, Heidelberg, 1993) Google Scholar
  24. Y. Kamide, W. Baumjohann, I.A. Daglis, W.D. Gonzalez, M. Grande, J.A. Joselyn, R.L. McPherron, J.L. Phillips, E.G.D. Reeves, G. Rostoker, A.S. Sharma, H.J. Singer, B.T. Tsurutani, V.M. Vasyliunas, J. Geophys. Res. 103, 17705–17728 (1998) CrossRefADSGoogle Scholar
  25. K.K. Khurana, M.G. Kivelson, D.J. Stevenson, G. Schubert, C.T. Russell, R.J. Walker, C. Polanskey, Nature 395, 777–780 (1998) CrossRefADSGoogle Scholar
  26. K. Khurana, M.G. Kivelson, V.M. Vasyliunas, N. Krupp, J. Woch, A. Lagg, B.H. Mauk, W.S. Kurth, The configuration of Jupiter’s magnetosphere, in Jupiter, The Planet, Satellites and Magnetosphere, ed. by F. Bagenal, T. Dowling, W. McKinnon (Cambridge University Press, Cambridge, 2004) Google Scholar
  27. Khurana, et al., Moons of The Outer Solar System: Exchange Processes Involving the Interior. ISSI Space Science Series (2009, to be published) Google Scholar
  28. M.G. Kivelson, K.K. Khurana, C.T. Russell, R.J. Walker, J. Warnecke, F.V. Coroniti, C. Polanskey, D.J. Southwood, G. Schubert, Nature 384, 537 (1996) CrossRefADSGoogle Scholar
  29. M.G. Kivelson, F. Bagenal, W.S. Kurth, F.M. Neubauer, C. Paranicas, J. Saur, Magnetospheric Interactions with Satellites, in Jupiter, The Planet, Satellites and Magnetosphere, ed. by F. Bagenal, T. Dowling, W. McKinnon (Cambridge University Press, Cambridge, 2004) Google Scholar
  30. A.J. Kliore, A.F. Nagy, E.A. Marouf, A. Anabtawi, E. Barbinis, D.U. Fleischman, D.S. Kahan, J. Geophys. Res. 114, A04315 (2009). doi:10.1029/2008JA013900 CrossRefGoogle Scholar
  31. H. Korth, B. Anderson, M.H. Acuña, J.A. Slavin, N.A. Tsyganenko, S.C. Solomon, R.L. McNutt, Planet. Space Sci. 52, 733–746 (2004) CrossRefADSGoogle Scholar
  32. J.G. Luhmann, S.A. Ledvina, C.T. Russell, Adv. Space Res. 33, 1905–1912 (2004) CrossRefADSGoogle Scholar
  33. S. Maurice, I. Engle, M. Blanc, M. Skubis, J. Geophys. Res. 101, 27053–27059 (1996) CrossRefADSGoogle Scholar
  34. W.E. McClintok, R.J. Vervack Jr., E.T. Bradley, R.M. Killen, N. Mouawad, A.L. Sprague, M.H. Burger, S.C. Solomon, N.R. Izenberg, Science (2009, in press) Google Scholar
  35. A. Milillo, P. Wurz, S. Orsini, D. Delcourt, E. Kallio, R.M. Killen, H. Lammer, S. Massetti, A. Mura, S. Barabash, G. Cremonese, I.A. Daglis, E. Angelis, A.M. Lellis, S. Livi, V. Mangano, K. Torkar, Space Sci. Rev. 117, 397–443 (2005) CrossRefADSGoogle Scholar
  36. R. Nakamura, W. Baumjohann, A. Runov, Y. Asano, Space Sci. Rev. 122, 29–38 (2006) CrossRefADSGoogle Scholar
  37. N.F. Ness, K.W. Behannon, R.P. Lepping, Y.C. Whang, K.H. Schatten, Science 185, 131–135 (1974) CrossRefADSGoogle Scholar
  38. J.G. Roederer, Dynamics of Geomagnetically Trapped Radiation (Springer, Berlin, 1970) Google Scholar
  39. C.T. Russell, R.J. Walker, J. Geophys. Res. 90, 11067–11071 (1985) CrossRefADSGoogle Scholar
  40. V.A. Sergeev, A. Runov, W. Baumjohann, R. Nakamura, T.L. Zhang, A. Balogh, P. Louarn, J.A. Sauvaud, H. Rème, Geophys. Res. Lett. 31, L05807 (2004). doi:10.1029/2003GL019346 CrossRefGoogle Scholar
  41. G.L. Siscoe, K.D. Siebert, J. Atmos. Sol. Terr. Phys. 68, 911–920 (2006) CrossRefADSGoogle Scholar
  42. E.C. Sittler Jr., A. Ali, J.F. Cooper, R.E. Hartle, R.E. Johnson, A.J. Coates, D.T. Young, Planet. Space Sci. 57, 1547–1557 (2009a) CrossRefADSGoogle Scholar
  43. E.C. Sittler Jr., R.E. Hartle, C. Bertucci, A.J. Coates, T. Cravens, I.A. Dandouras, D. Shemansky, Energy deposition processes in Titan’s upper atmosphere and its induced magnetosphere, in Titan from Cassini-Huygens, ed. by R.H. Brown et al. (Springer, Berlin, 2009b) Google Scholar
  44. J.A. Slavin, J.C.J. Owen, J.E.P. Connerney, S.P. Christon, Planet. Space Sci. 45, 133–141 (1997) CrossRefADSGoogle Scholar
  45. J.A. Slavin, M.H. Acuña, B.J. Anderson, D.N. Baker, M. Benna, G. Gloeckler, R.E. Gold, G.C. Ho, R.M. Killen, H. Korth, S.M. Krimigis, R.L. McNutt, L.R. Nittler, J.M. Raines, D. Schriver, S.C. Solomon, R.D. Starr, P. Travnicek, T.H. Zurbuchen, Science 321, 85 (2008) CrossRefADSGoogle Scholar
  46. J. Untiedt, W. Baumjohann, Space Sci. Rev. 63, 245 (1993) CrossRefADSGoogle Scholar
  47. V.M. Vasyliunas, Plasma distribution and flow, in Physics of the Jovian Magnetosphere, ed. by A.J. Dessler (Cambridge University Press, New York, 1983) Google Scholar
  48. M. Volwerk, K.-H. Glassmeier, A. Runov, W. Baumjohann, R. Nakamura, T.L. Zhang, B. Klecker, A. Balogh, H. Rème, Geophys. Res. Lett. 30, 1320 (2003). doi:10.1029/2002GL016467 CrossRefADSGoogle Scholar
  49. M. Volwerk, M. Delva, Y. Futaana, A. Retino, Z. Vörös, T.L. Zhang, W. Baumjohann, S. Barabash, Ann. Geophys. 27, 2321–2330 (2009) CrossRefADSGoogle Scholar
  50. T.L. Zhang, W. Baumjohann, R. Nakamura, A. Balogh, K.-H. Glassmeier, Geophys. Res. Lett. 29, 1899 (2002). doi:10.1029/2002GL-015544 CrossRefADSGoogle Scholar
  51. T.L. Zhang, R. Nakamura, M. Volwerk, A. Runov, W. Baumjohann, H.U. Eichelberger, C. Carr, A. Balogh, V. Sergeev, J.K. Shi, K.-H. Fornacon, Ann. Geophys. 23, 2909–2914 (2005) CrossRefADSGoogle Scholar
  52. T.L. Zhang, M. Delva, W. Baumjohann, M. Volwerk, C.T. Russell, H.Y. Wei, C. Wang, M. Balikhin, S. Barabash, H.-U. Auster, K. Kudela, J. Geophys. Res. 113, E00B20 (2008). doi:10.1029/2008JE003215 CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© The author(s) 2010

Authors and Affiliations

  • Wolfgang Baumjohann
    • 1
    • 2
  • Michel Blanc
    • 3
  • Andrei Fedorov
    • 4
  • Karl-Heinz Glassmeier
    • 5
    • 6
  1. 1.Space Research InstituteAustrian Academy of SciencesGrazAustria
  2. 2.Technische Universität GrazGrazAustria
  3. 3.Ecole PolytechniquePalaiseau CedexFrance
  4. 4.Centre d’Etude Spatiale des RayonnementsToulouseFrance
  5. 5.Technische Universität BraunschweigBraunschweigGermany
  6. 6.Max Planck Institut für SonnensystemforschungKatlenburg-LindauGermany

Personalised recommendations