Исследование эффекта параллакса потоков гелиосферных энергичных нейтральных атомов

Авторы
Балюкин И.И.(1,2), Измоденов В.В.(1,2,3)
Организации
(1) Институт космических исследований РАН
(2) Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
(3) Институт проблем механики имени А.Ю. Ишлинского РАН
Сессия
Физика солнечной системы
Форма представления
Устный
Место работы научного руководителя
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия
Научный руководитель
проф., д.ф-м.н. В.В. Измоденов
Текст тезисов
Энергичные нейтральные атомы (ЭНА) образуются в процессе перезарядки протонов солнечного ветра с атомами во внутреннем ударном слое (области возмущённого солнечного ветра между внутренней ударной волной и гелиопаузой), где плазма сильно нагрета. Потоки ЭНА водорода несут определяющую информацию о свойствах границы гелиосферы. Нами была разработана численная модель распределения энергичных нейтральных атомов водорода гелиосферного происхождения (Baliukin et al., 2020), которая качественно (и во многом количественно) воспроизводит структуру потоков ЭНА, наблюдаемую в данных космического аппарата Interstellar Boundary Explorer (IBEX), который с 2008 г. проводит измерения на орбите Земли при помощи инструмента IBEX-Hi (в диапазоне энергий от 0.3 до 6 кэВ). Новизна и оригинальность разработанной модели состоит в детальном кинетическом подходе для моделирования распределения над-термальной компоненты – захваченных протонов, которые рождаются в области сверхзвукового солнечного ветра и захватываются гелиосферным магнитным полем.
В рамках разработанной модели были рассмотрены различные траектории космических миссий (с использованием одного и двух космических аппаратов), а также изучены границы применимости эффекта параллакса для определения расстояния до источников рождения ЭНА из внутреннего ударного слоя. В частности, была рассмотрена концепция космической миссии с двумя аппаратами, запущенными в плоскости эклиптики в противоположных направлениях перпендикулярно направлению движения Солнца относительно локальной межзвездной среды. Были выполнены расчеты синтетических карт неба в потоках ЭНА, которые симулируют наблюдения космических аппаратов, находящихся на различных расстояниях в заданных направлениях. Результаты данных расчетов будут полезны для планирования будущих космических миссий, таких как широко обсуждаемые сейчас миссий Interstellar Probe (NASA) и Interstellar Express (CNSA, Китай).
Использование эффекта параллакса на основе синтетических модельных карт неба в потоках ЭНА позволило сделать заключение, что источники гелиосферных ЭНА водорода в направлении набегающего потока межзвёздной среды находятся на расстоянии порядка ~87-94 а.е. от Солнца. Данный результат хорошо согласуется с модельным значением расстояния ~91 а.е., полученным в случае, когда в качестве модельной меры расстояния до источника для заданного луча зрения используется взвешенное величиной интенсивности рождения ЭНА арифметическое среднее.