The nonlinear propagation of ion-acoustic waves is considered in a magnetized plasma, composed of kappa distributed electrons and an inertial ion fluid. The fluid-dynamical system of equations governing the dynamics of ion-acoustic waves is reduced to a pseudoenergy-balance equation. The properties of arbitrary amplitude, obliquely propagating ion-acoustic solitary waves are thus investigated via a mechanical-motion analog (Sagdeev potential) approach. The presence of excess superthermal electrons is shown to influence the nature of magnetized ion-acoustic solitons. The influence on the soliton characteristics of relevant physical parameters such as obliqueness (the angle between soliton propagation direction and magnetic field), the electron deviation from a Maxwellian (“superthermality”) and the soliton speed is investigated.

1.
V. M.
Vasyliunas
,
J. Geophys. Res.
73
,
2839
, doi:10.1029/JA073i009p02839 (
1968
).
2.
L. D.
De Feiter
and
C.
De Jager
,
Sol. Phys.
28
,
183
(
1973
).
3.
J. D.
Scudder
,
E. C.
Sittler
, and
H. S.
Bridge
,
J. Geophys. Res.
86
,
8157
, doi:10.1029/JA086iA10p08157 (
1981
).
4.
M. P.
Leubner
,
J. Geophys. Res.
87
,
6335
, doi:10.1029/JA087iA08p06335 (
1982
).
5.
S. P.
Christon
,
D. J.
Williams
,
D. G.
Mitchell
,
C. Y.
Huang
, and
L. A.
Frank
,
J. Geophys. Res.
96
,
1
, doi:10.1029/90JA01633 (
1991
).
6.
M. R.
Collier
,
Geophys. Res. Lett.
20
,
1531
, doi:10.1029/93GL01702 (
1993
).
7.
D. T.
Decker
,
B.
Basu
,
J. R.
Jasperse
,
D. J.
Strikland
,
J. R.
Sharber
, and
J. D.
Winningham
,
J. Geophys. Res.
100
,
21409
, doi:10.1029/95JA01558 (
1995
).
8.
M. V.
Codrescu
,
T. J.
Fuller-Rowell
,
R. G.
Robble
, and
D. S.
Evans
,
J. Geophys. Res.
102
,
19977
, doi:10.1029/97JA01728 (
1997
).
9.
M.
Maksimovic
,
S. P.
Gary
, and
R. M.
Skoug
,
J. Geophys. Res.
105
,
18337
, doi:10.1029/2000JA900039 (
2000
).
10.
E. E.
Antonova
,
N. O.
Ermakova
,
M. V.
Stepanova
, and
M. V.
Teltzov
,
Adv. Space Res.
31
,
1229
(
2003
).
11.
H.
Mori
,
M.
Ishii
,
Y.
Murayama
,
M.
Kubota
,
K.
Sakanoi
,
M. Y.
Yamamoto
,
Y.
Monzen
,
D.
Lummerzheim
, and
B. J.
Watkins
,
Ann. Geophys.
22
,
1613
(
2004
).
12.
T. P.
Armstrong
,
M. T.
Paonessa
,
E. V.
Bell
, and
S. M.
Krimigis
,
J. Geophys. Res.
88
,
8893
, doi:10.1029/JA088iA11p08893 (
1983
).
13.
A.
Hasegawa
,
K.
Mima
, and
M.
Duong-van
,
Phys. Rev. Lett.
54
,
2608
(
1985
).
14.
M. A.
Hellberg
,
R. L.
Mace
,
R. J.
Armstrong
, and
G.
Karlstad
,
J. Plasma Phys.
64
,
433
(
2000
).
15.
T. K.
Baluku
and
M. A.
Hellberg
,
Phys. Plasmas
15
,
123705
(
2008
).
16.
M. A.
Hellberg
,
R. L.
Mace
,
T. K.
Baluku
,
I.
Kourakis
, and
N. S.
Saini
,
Phys. Plasmas
16
,
094701
(
2009
).
17.
W. C.
Feldman
,
R. C.
Anderson
,
J. R.
Asbridge
,
S. J.
Bame
,
J. T.
Gosling
, and
R. D.
Zwickl
,
J. Geophys. Res.
87
,
632
, doi:10.1029/JA087iA02p00632 (
1982
).
18.
V.
Pierrard
and
J. F.
Lemaire
,
J. Geophys. Res.
101
,
7923
, doi:10.1029/95JA03802 (
1996
).
19.
M.
Maksimovic
,
V.
Pierrard
, and
J. F.
Lemaire
,
Astron. Astrophys.
324
,
725
(
1997
).
20.
S.
Magni
,
H. E.
Roman
,
R.
Barni
,
C.
Riccardi
,
Th.
Pierre
, and
D.
Guyomarc’h
,
Phys. Rev. E
72
,
026403
(
2005
).
21.
R. A.
Treumann
,
Astrophys. Space Sci.
277
,
81
(
2001
).
22.
R. A.
Treumann
,
C. H.
Jaroschek
, and
M.
Scholer
,
Phys. Plasmas
11
,
1317
(
2004
).
23.
M. R.
Collier
,
Adv. Space Res.
33
,
2108
(
2004
).
24.
G.
Livadiotis
and
D. J.
McComas
,
J. Geophys. Res.
114
,
A11105
, doi:10.1029/2009JA014352 (
2009
).
25.
C.
Tsallis
,
J. Stat. Phys.
52
,
479
(
1988
).
26.
R. Z.
Sagdeev
, in
Reviews of Plasma Physics
, edited by
M. A.
Leontovich
(
Consultants Bureau
,
New York
,
1966
), Vol.
4
, pp.
23
91
.
27.
F. F.
Chen
,
Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion
(
Plenum
,
New York
,
1984
).
28.
R.
Bharuthram
and
P. K.
Shukla
,
Planet. Space Sci.
40
,
973
(
1992
).
29.
F.
Verheest
,
M. A.
Hellberg
, and
G. S.
Lakhina
,
Astrophys. Space Sci. Trans.
3
,
15
(
2007
).
30.
F.
Verheest
, in
Aspects of Plasma Physics
, edited by
P. K.
Shukla
,
B.
Eliasson
,
L.
Stenflo
, and
R.
Bingham
(
World Scientific
,
Singapore
,
2008
), p.
316
.
31.
F.
Verheest
,
M. A.
Hellberg
, and
I.
Kourakis
,
Phys. Plasmas
15
,
112309
(
2008
).
32.
N. S.
Saini
,
I.
Kourakis
, and
M. A.
Hellberg
,
Phys. Plasmas
16
,
062903
(
2009
).
33.
M. Y.
Yu
,
P. K.
Shukla
, and
S.
Bujarbarua
,
Phys. Fluids
23
,
2146
(
1980
).
34.
L. C.
Lee
and
J. R.
Kan
,
Phys. Fluids
24
,
431
(
1981
).
35.
M. K.
Kalita
and
S.
Bujarbarua
,
Plasma Phys.
25
,
1369
(
1983
).
36.
Yashvir
,
T. N.
Bhatnagar
, and
S. R.
Sharma
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
26
,
1303
(
1984
).
37.
S.
Mahmood
,
A.
Mushtaq
, and
H.
Saleem
,
New J. Phys.
5
,
28
(
2003
).
38.
F.
Verheest
,
J. Phys. A: Math. Theor
42
,
285501
(
2009
).
39.
R. L.
Mace
and
M. A.
Hellberg
,
Phys. Plasmas
2
,
2098
(
1995
).
40.
M. A.
Hellberg
and
R. L.
Mace
,
Phys. Plasmas
9
,
1495
(
2002
).
41.
R. L.
Mace
and
M. A.
Hellberg
,
Phys. Plasmas
16
,
072113
(
2009
).
42.
See, e.g., pp.
105
109
in Ref. 27.
43.
Y. F.
Chateau
and
N.
Meyer-Vernet
,
J. Geophys. Res.
96
,
5825
, doi:10.1029/90JA02565 (
1991
).
44.
D. A.
Bryant
,
J. Plasma Phys.
56
,
87
(
1996
).
45.
R. L.
Mace
,
M. A.
Hellberg
, and
R. A.
Treumann
,
J. Plasma Phys.
59
,
393
(
1998
).
46.
R. L.
Mace
,
G.
Amery
, and
M. A.
Hellberg
,
Phys. Plasmas
6
,
44
(
1999
).
47.
M. -J.
Lee
,
Phys. Plasmas
14
,
032112
(
2007
).
You do not currently have access to this content.