Распространение и генерация электромагнитных волн на протонных гирочастотах в релятивистской электрон-позитронной плазме. I. Низкочастотные слабозатухающие электромагнитные волны

Рассмотрены дисперсионные характеристики электромагнитных волн в плазме с сильным магнитным полем и равным содержанием релятивистских электронов и позитронов, синхротронное излучение которых может быть источником оптического излучения пульсара. Показано, что при наличии в плазме малой фракции нерелятивистских протонов с неравновесной функцией распределения возможно развитие эффективной неустойчивости на частотах ниже первой гармоники релятивистской гирочастоты электронов, а именно на гармониках протонной гирочастоты. Эта неустойчивость приводит к возбуждению обыкновенных и необыкновенных электромагнитных волн, которые в принципе могут быть связаны с наблюдаемым радиоизлучением пульсаров. В части I этой работы исследованы дисперсионные характеристики низкочастотных электромагнитных волн (с частотами ниже релятивистской гирочастоты электронов) в ультрарелятивистской электрон-позитронной плазме с изотропной функцией распределения частиц по импульсам. Неустойчивости обыкновенных и необыкновенных волн и условия выхода излучения из области сильного магнитного поля в разреженную изотропную плазму будут рассмотрены в статье II. Полученные результаты могут быть использованы при интерпретации известных экспериментальных данных о динамических спектрах радиоизлучения пульсаров, полученных с высоким временным и частотным разрешением.