Структура головной ударной волны астросфер на масштабах резонансной перезарядки

Космическая плазма часто является не полностью ионизованной, в ней могут присутствовать атомы различных веществ. Так, например, концентрация водорода в межзвёздной среде, окружающей солнечную систему превышает концентрацию протонов плазмы. В межзвёздной среде водород и плазма находятся в термодинамическом равновесии, которое нарушается, после прохождения плазмы через ударную волну. Это может быть, например, головная ударная волна гелиосферы (области взаимодействия солнечного ветра с межзвёздной средой) или астросферы. После прохождения ударной волны плазма и атомы имеют различные термодинамические характеристики, и в результате перезарядки происходит процесс релаксации и термодинамические параметры выравниваются. Характерная длина области релаксации составляет несколько длин свободного пробега водорода (300 - 500 АЕ) и распространяется не только по потоку, но и против потока в область сверхзвуковой плазмы, в свою очередь изменяя параметры плазмы до и после ударной волны. Область изменения параметров плазмы можно считать макроструктурой ударной волны. В работе проводится параметрическое исследование структуры ударной волны в частично ионизованной плазме на масштабах средней длины свободного пробега водорода до резонансной перезарядки атома на протоне плазмы. Плазма описывается в рамках идеальной газовой динамики, а водород, из-за больших длин свободного пробега, описывается кинетическим уравнением с интегралом столкновения в форме Больцмана. Параметры плазмы и водорода в профиле ударной волны, а также ширина фронта определены для различных значений числа Маха сверхзвукового потока и концентрации межзвёздного водорода. Обсуждается возможность безударного перехода через звуковую линию в плазме, как предельное решение при бесконечной концентрации атомов водорода.