Авторы
Дуканов И. А.(1), Юшков Е. В.(2), Соколов Д. Д.(1)
Организации
(1) МГУ им. М. В. Ломоносова, Физический факультет.
(2) Институт космических исследований РАН
(2) Институт космических исследований РАН
Сессия
Физика солнечной системы
Форма представления
Устный
Научный руководитель
Юшков Егор Владиславович
Место работы научного руководителя
Институт космических исследований РАН
Текст тезисов
Солнечный ветер является ключевым звеном в системе Солнце-Земля, но при этом ни физика его формирования, ни физика эволюции еще до конца не ясны. Это является основной причиной запуска в 2018 году специальной спутниковой миссии Parker Solar Probe (PSP), которая за первые пять лет работы обеспечила специалистам огромный приток новых данных с высоким временным разрешением. В частности, она позволила восстановить кинетические и магнитные спектры на большом диапазоне расстояний от Солнца и по-новому взглянуть на турбулентный каскад, формирующийся в межпланетной плазме.
Данные PSP подтвердили наличие в картине спектральной плотности энергии магнитного поля двух изломов: первый расположен вблизи субионного масштаба, другой - на левом конце инерционного интервала, то есть в крупномасштабной области. Для четкого понимания энергетического переноса динамика этих изломов, ограничивающих инерционный интервал, является ключевой. И если для описания околодиссипативного излома необходимым кажется привлечение кинетического подхода, то эволюцию крупномасштабного излома, видимо, можно описать, оставаясь в рамках магнитогидродинамической парадигмы. Поэтому в настоящей работе, используя в качестве основы данные миссии PSP, мы описываем свободное вырождение турбулентного каскада с помощью оболочечной МГД-модели и стараемся повторить реально наблюдаемую эволюции излома спектра.
Для описания турбулентного каскада мы используем оболочечную модель, разработанную П.Г. Фриком. Класс оболочечных моделей для систем гидродинамического типа представляет из себя Фурье-образы МГД-уравнений, в которых образы нелинейных слагаемых заменены суммой квадратичных нелинейностей таким образом, чтобы в бездиссипативном приближении выполнялись законы сохранения трехмерной МГД: сохранения полной энергии, магнитной и перекрестной спиральности. При этом непрерывная спектральная шкала заменяется набором дискретных спектральных оболочек, а в нелинейных слагаемых учитывается обмен энергией только между соседними оболочками. В таком подходе мы используем данные PSP вблизи Солнца как входные и изучаем в процессе свободного вырождения турбулентного каскада возможную эволюцию спектров и динамику движения крупномасштабного излома. Полученные результаты каскадного моделирования сравниваются с данными PSP вблизи Земли и на основании сравнения делается вывод о применимости оболочечного анализа.
Авторы хотели бы выразить искреннюю благодарность П. Г. Фрику за полезные советы и предоставленную модель, а также команде Parker Solar Probe и CDAWEB за предоставленные спутниковые данные. Работа поддержана грантом фонда БАЗИС N 21-1-3-63-1.
Данные PSP подтвердили наличие в картине спектральной плотности энергии магнитного поля двух изломов: первый расположен вблизи субионного масштаба, другой - на левом конце инерционного интервала, то есть в крупномасштабной области. Для четкого понимания энергетического переноса динамика этих изломов, ограничивающих инерционный интервал, является ключевой. И если для описания околодиссипативного излома необходимым кажется привлечение кинетического подхода, то эволюцию крупномасштабного излома, видимо, можно описать, оставаясь в рамках магнитогидродинамической парадигмы. Поэтому в настоящей работе, используя в качестве основы данные миссии PSP, мы описываем свободное вырождение турбулентного каскада с помощью оболочечной МГД-модели и стараемся повторить реально наблюдаемую эволюции излома спектра.
Для описания турбулентного каскада мы используем оболочечную модель, разработанную П.Г. Фриком. Класс оболочечных моделей для систем гидродинамического типа представляет из себя Фурье-образы МГД-уравнений, в которых образы нелинейных слагаемых заменены суммой квадратичных нелинейностей таким образом, чтобы в бездиссипативном приближении выполнялись законы сохранения трехмерной МГД: сохранения полной энергии, магнитной и перекрестной спиральности. При этом непрерывная спектральная шкала заменяется набором дискретных спектральных оболочек, а в нелинейных слагаемых учитывается обмен энергией только между соседними оболочками. В таком подходе мы используем данные PSP вблизи Солнца как входные и изучаем в процессе свободного вырождения турбулентного каскада возможную эволюцию спектров и динамику движения крупномасштабного излома. Полученные результаты каскадного моделирования сравниваются с данными PSP вблизи Земли и на основании сравнения делается вывод о применимости оболочечного анализа.
Авторы хотели бы выразить искреннюю благодарность П. Г. Фрику за полезные советы и предоставленную модель, а также команде Parker Solar Probe и CDAWEB за предоставленные спутниковые данные. Работа поддержана грантом фонда БАЗИС N 21-1-3-63-1.