Моделирование распределения межзвездной пыли в гелиосфере. Исследование эффектов, связанных с нестационарностями гелиосферного токового слоя.

Авторы
Годенко Е.А. (1, 2, 3)
Организации
(1) Институт космических исследований РАН
(2) Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН
(3) Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Сессия
Физика солнечной системы
Форма представления
Устный
Место работы научного руководителя
Институт космических исследований РАН, Институт проблем механики им А.Ю. Ишлинского РАН, Московский государственный университет им М.В. Ломоносова
Научный руководитель
Измоденов Владислав Валерьевич
Текст тезисов
Гелиосфера движется относительно локальной межзвездной среды, которая состоит из плазменной, нейтральной [1] и пылевой компонент. Вследствие относительного движения частицы межзвездной пыли могут проникать в гелиосферу. На частицы межзвездной пыли в гелиосфере основное влияние оказывают три силы: сила гравитационного притяжения, сила радиационного давления и электромагнитная сила. Ранее мы показали наличие особенностей в распределении концентрации [2] и областей повышенной концентрации межзвездной пыли для случая плоского стационарного гелиосферного токового слоя, фокусирующего пылинки в окрестности плоскости эклиптики, а также исследовали влияние дисперсии скоростей пыли [3] на упомянутые особенности. В реальности, гелиосферный токовый слой плоским и стационарным не является вследствие эффектов, связанных с циклами солнечной активности, а также вследствие вращения Солнца вокруг своей оси. Цель данной работы - выяснить то, какое влияние оказывает нестационарное поведение гелиосферного токового слоя на формирование особенностей в распределении концентрации.
Для описания движения межзвездной пыли используется кинетический подход, который состоит в решении кинетического уравнения для функции распределения по скоростям. Движение гелиосферного токового слоя складывается из двух вращений - “быстрого” вращения с периодом в 25 суток вокруг оси солнечного вращения и “медленного” вращения с периодом в 22 года (из-за циклов солнечной активности) вокруг одной из осей, лежащей в плоскости эклиптики. Решение кинетического уравнения проводится методом Монте-Карло. При добавлении указанного движения токового слоя распределение концентрации межзвездной пыли существенно меняется. В случае холодного газа для крупных пылевых частиц сингулярности в распределении концентрации смещаются вниз по направлению движения набегающего потока межзвездной среды (направление downwind). Моделирование для частиц различных размеров, удовлетворяющих распределению частиц по размерам в межзвездной среде, показывает, что в некоторые моменты времени области повышенной концентрации образуются и в направлении upwind (за счет более мелких частиц, которые более чувствительны к магнитному полю), что может быть интересно в контексте астрономических наблюдений и планирования будущих миссий по исследованию межзвездной пыли.


[1] Izmodenov, V.V., Alexashov, D.B., 2015, Astrophys. J. Suppl., V. 220, 32
[2] Mishchenko, A.V., Godenko, E.A., Izmodenov, V.V., 2020, MNRAS, V. 491, 2808
[3] Годенко, Е.А., Измоденов, В.В., 2021, Письма в астрономический журнал, том 47, 1