Место издания:Издательство Московского Университета Москва
Первая страница:65
Последняя страница:65
Аннотация:Межзвездные атомы гелия, проникающие внутрь Солнечной системы из межзвездной среды, представляют собой инструмент для косвенной диагностики параметров (а именно, скорости и температуры) Локальной Межзвездной Среды (ЛМС). Дело в том, что за счет относительного движения Солнца и окружающей его межзвездной среды атомы гелия проникают в окрестность Солнца, где они могут измеряться на космических аппаратах. При этом, в отличие от атомов водорода, атомы гелия проникают в окрестность Солнца практически свободно, не взаимодействуя с протонами ЛМС и солнечного ветра. В результате, распределение атомов гелия внутри Солнечной системы напрямую определяется свойствами межзвездной среды. В последнее время в связи с появлением новых измерений потоков атомов гелия на аппарате IBEX (Interstellar Boundary Explorer) возникли противоречия в параметрах ЛМС. Ранее эти параметры были определены в работе Witte (2004) на основании анализа данных с космического аппарата Ulysses/GAS и долгое время оставались общепринятыми. В 2012 году появились результаты анализа новых данных IBEX (McComas et al., 2012), которые свидетельствуют о некоторых отличиях в векторе скорости ЛМС по сравнению с анализом данных Ulysses.
Целью данной работы является объяснения возникших противоречий в параметрах ЛМС с помощью численного моделирования данных Ulysses и IBEX и сравнения результатов с данными экспериментов. Для моделирования распределения атомов гелия в межпланетном пространстве используется кинетический подход, поскольку длина свободного пробега атомов сравнима с характерным размером задачи. Решается кинетическое уравнение для функции распределения атомов по скоростям с учетом силы гравитационного притяжения атомов к Солнцу, а также с учетом потерь атомов за счет фотоионизации. Показано, что новые параметры ЛМС, полученные в работе McComas et al., (2012), приводят к значительным расхождениям между теорией и данными Ulysses. Но в то же время, старые параметры ЛМС, полученные в Witte (2004), не согласуются с данными IBEX. Однако, наше исследование показало, что можно удовлетворить данным IBEX, сохраняя старый вектор скорости ЛМС, но увеличив при этом температуру ЛМС на 3000 К. Такое решение будет лучше согласовываться с другими экспериментальными данными, чем решение, предложенное в McComas et al. (2012). Кроме того, мы показали, что результаты проведенного анализа не зависят от используемой в модели частоты фотоионизации атомов гелия. Следовательно, возможные неточности в задании частоты фотоионизации не могут быть причиной обнаруженных протворечий.