Исследование распределения захваченных протонов за гелиосферной ударной волной на основе данных КА IBEX

Авторы
Балюкин И.И., Измоденов В.В., Алексашов Д.Б.
Организации
Институт космических исследований 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
Захваченные протоны рождаются в результате ионизации атомов водорода в области сверхзвукового солнечного ветра и формируют надтепловую компоненту протонов в гелиосфере. Будучи захваченными гелиосферным магнитным полем и перенесенными в область внутреннего ударного слоя, на своем пути протоны могут испытывать стохастическое ускорение, обусловленное турбулентностью солнечного ветра. В области ударного фронта частицы могут быть также подвержены дрейфовому ускорению или зеркальному отражению (ударному «серфингу»). Эти процессы образуют высокоэнергетический «хвост» в распределении по скоростям. Свойства энергичной популяции протонов до сих пор недостаточно хорошо изучены, несмотря на то, что количественные оценки этих свойств являются необходимыми для моделирования потоков энергичных нейтральных атомов, которые рождаются при перезарядке захваченных протонов с межзвездными атомами водорода.

Были рассмотрены два вида функции распределения захваченных протонов по скоростям за гелиосферной ударной волной: (1) заполненная оболочка («filled shell distribution») с энергетическим хвостом, который моделировался при помощи степенного закона, и (2) би-Максвелловское распределение. Проведено параметрическое исследование распределения популяции энергичных захваченных протонов с использованием данных наблюдений прибора IBEX-Hi (на борту КА Interstellar Boundary Explorer) потоков энергичных нейтральных атомов из внутреннего ударного слоя и на основе численных моделей: (а) глобальной кинетико-МГД модели взаимодействия солнечного ветра с локальной межзвездной средой (Izmodenov & Alexashov, 2020), и (б) нестационарной кинетической модели распределения захваченных протонов (Baliukin et al., 2020). В результате исследования впервые были получены количественные оценки на параметры энергичной популяции захваченных протонов, характеризующие эффективность ускорения протонов на ударном фронте, для различных положений за гелиосферной ударной волной.