Цикл работ 2005-2006 года под общим названием "Новая кинетико-континуальная модель взаимодействия солнечного ветра с локальной межзвездной средой, учитывающая многокомпонентный (протоны, электроны, захваченные ионы) характер солнечного ветра и интерпретация на нее основе экспериментальных данных по рассеянному солнечному Лайман-альфа излучению".

Состав авторов: В.В. Измоденов, Ю.Г. Малама

Список публикаций, входящих в цикл:

 

Malama, Yu.G., Izmodenov, V.V., and S.V. Chalov, Modeling of the heliospheric interface: multi-component nature of the heliospheric plasma, Astronomy and Astrophysics, Volume 445, Issue 2, January II 2006, pp.693-701.

 

P. Gangopadhyay , V. V. Izmodenov , M. Gruntman , and D. L. Judge, Voyager 1, Voyager 2 and Pioneer 10 Lyman-alpha data and their interpretation, The Astrophysical Journal, Volume 637, Issue 2, pp. 786-790.

 

Judge, D.L., V. V. Izmodenov, M. Gruntman, P. Gangopadhyay, Search for heliospheric time-dependence in Pioneer 10 heliosphericLyman-alpha glow data, ASTRA (2005) 1: 29-34, published: 09.12.2005

 

Gruntman, M., Izmodenov, V.V., Pizzo, V., Imaging the global solar wind flow in EUV, Journal of Geophysical Research, Volume 111, Issue A4, CiteID A04216б 2006.

 

Аннотация к циклу.

 

Для решения вопроса о корректной интерпретации различных экспериментальных данных по удаленной диагностике области взаимодействия солнечного ветра с локальной межзвездной средой была создана новая кинетико-континуальная численная модель этой области. Главная особенность новой модели - учет многокомпонентности плазмы солнечного ветра во внешних областях гелиосферы. Все заряженные частицы разделены на несколько сортов в зависимости от величин их средних тепловых скоростей. Наиболее холодные частицы с параметрами, характерными для солнечных протонов, описываются в рамках гидродинамического приближения. Горячие захваченные протоны, рождающиеся в солнечном ветре в результате ионизации межзвездных атомов водорода, описываются кинетически. Все заряженные частицы самосогласованным образом взаимодействуют с атомами водорода, которые также описываются кинетически.

На основании численных расчетов было показано, что в рамках рассматриеваемой модели заряженная компонента (протоны, электроны, захваченные ионы) является сильно неравновесной во внешней гелиосфере. Передача небольшого количества тепловой энергии (около 5 %) от горячих захваченных протонов холодным солнечным протонам позволяет объяснить пространственное распределение температуры солнечного ветра, измеряемое на космическом аппарате 'Вояджер-2' во внешних областях гелиосферы. Рассчитаны дифференциальные (по энергиям) потоки энергичных нейтральных атомов. Показано, что потоки атомов в соответствующих диапазонах энергии несут прямую информацию о свойствах тех или иных сортов протонов во внутреннем гелиошисе, что важно для проекта IBEX. Данные по рассеянному (на межзвездных атомах водорода) солнечному излучению во внешней гелиосфере, полученные на космических аппаратах Вояджер 1, Вояджер 2 и Пионер 10 позволяют получить уникальную информацию о структуре гелиосферного интерфейса, а также информацию о параметрах невозмущенной локальной межзвездной среды. В настоящем исследовании интерпретация экспериментальных данных проводилась на основе двумерной кинетико-континуальной модели гелиосферного интерфейса, а также модели переноса излучения с учетом многократного рассеяния. В результате исследования было показано, что известная проблема разницы в 4.4 раза в

калибровке приборов на космических аппаратах Вояджер 2 и Пионер 10 может быть разрешена при использовании теоретической модели. Рассматривались также эффекты, связанные с влиянием 11-летнего солнечного цикла, а также с межзвездным магнитным полем.

В целях дальнейшего более глубокого изучения структуры гелиосферы была развита, предложенная Грунтманом (JGR 106, 8205-8216, 2001), новая концепция определения трехмерной глобальной структуры солнечного ветра посредством измерения излучения в длине волны 30.4 нм с высоким спектральным разрешением. Эмиссия в линии 30.4 нм возникает вследствие перезарядки между альфа-частицами солнечного ветра и межзвездными атомами водорода. Был проведен расчет спектров в линии 30.4 нм для всевозможных направлений луча зрения наблюдателя. Для проведения расчетов использовалась наиболее реалистичная модель солнечного ветра, а также горячая модель для межзвездных нейтралов. В результате работы были выработаны минимальные требования к аппаратуре, которые необходимы для определения глобальной трехмерной структуры солнечного ветра.