Влияние заряда межзвездных пылевых частиц на их проникновение в гелиосферу.

Авторы
Годенко Е.А.
Организации
Институт проблем механики РАН им. А.Ю. Ишлинского
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Институт космических исследований РАН
Сессия
Физика солнечной системы
Форма представления
Устный
Место работы научного руководителя
Московский государственный университет, Институт космических исследований, Институт проблем механики
Научный руководитель
Измоденов Владислав Валерьевич
Текст тезисов
При взаимодействии сверхзвуковой плазмы солнечного ветра и сверхзвуковой плазмы межзвездной среды образуется структура из двух ударных волн и тангенциального разрыва между ними. Область, ограниченная тангенциальным разрывом, т.е. область распространения солнечного ветра, называется гелиосферой. Межзвездная среда состоит из плазменной, нейтральной и пылевой компонент. Из-за относительного движения Солнца в межзвездной среде, нейтральные атомы и пылевые частицы могут проникать в гелиосферу, проходя через гелиосферный ударный слой (протоны не могут из-за их относительно малой длины свободного пробега). Параметры плазмы (плотность, скорость, температура, магнитное поле) в гелиосферном ударном слое существенно отличаются от параметров плазмы в невозмущенной межзвездной среде и солнечном ветре, что сильно влияет на их заряд и траектории при прохождении данной области. В частности, некоторые частицы пыли могут испытывать фильтрацию на границе гелиосферы. Цель данной работы - исследовать процесс формирования заряда пылевых частиц, а также понять, частицы каких размеров могут проникать в гелиосферу.

На заряд частиц межзвездной пыли оказывают влияние множество физических процессов: 1) фотоэлектронная эмиссия; 2) прилипание заряженных частиц из окружающей плазмы на поверхность пылинки; 3) вторичная электронная эмиссия за счет соударений с высокоэнергичными частицами плазмы; 4) эффекты, связанные с космическими лучами. Потоки ионов и электронов, соответствующие упомянутым процессам, зависят от условий среды, которая окружает пылинки, а также от геометрических и химических свойств самих частиц пыли. Для вычисления заряда используется приближение равновесного заряда, которое в случае гелиосферы дает достаточно точные результат (равновесный заряд - заряд, при котором положительные и отрицательные токи взаимно компенсируются). Помимо вычисления равновесного заряда, на основе предположения о статистическом равновесии, проведены расчеты вероятностного распределения заряда и показано, что среднее по такому распределению близко к равновесному заряду при относительно небольшом среднеквадратическом отклонении. Для вычисления токов, связанных с прилипанием частиц плазмы, а также вторичной электронной эмиссией, используются распределения плазмы из трехмерной кинетико-магнитогидродинамической глобальной модели гелиосферы, а для вычисления фотоэмиссионных токов используются осредненные по времени данные по потокам солнечных фотонов (TIMED/SEE). Потоки космических лучей вычислены на основе данных, полученных на КА Вояджер 1.