Главная - Моделирование ГКЛ в гелиосфере - Структура области взаимодействия солнечного и межзвёздного ветров

Структура области взаимодействия солнечного и межзвёздного ветров

При изложении общих представлений об области взаимодействия и её модели, разрабатываемой в группе профессора В.Б. Баранова в ИПМ РАН, мы используем краткое резюме модели, любезно предоставленное нам членом группы С.В. Чаловым.Взаимодействие солнечного ветра с окружающей локальной межзвёздной средой приводит к образованию их области взаимодействия, причём важные роли играют:
  • Плазма солнечного ветра и межзвёздной среды;
  • Межзвёздные атомы;
  • Магнитные поля солнечного ветра и межзвёздной среды;
  • Космические лучи.
Структура области взаимодействия представляет большой интерес при исследовании как модуляции ГКЛ, так и других астрофизических процессов.
  Один из возможных сценариев взаимодействия между сверхзвуковыми солнечным и межзвёздными ветрами разрабатывается в группе профессора  В.Б. Баранова в ИПМ РАН (рисунок слева). Солнечный ветер перестаёт быть сверхзвуковым на терминальной ударной волне, за которой его кинетическая энергия в основном превращается в тепловую энергию дозвуковой плазмы. Аналогично сверхзвуковой поток межзвёздной плазмы образует головную ударную волну. Гелиопауза разделяет плазмы солнечного ветра и межзвёздной среды. 

Главная трудность при моделировании области взаимодействия заключается в существенно кинетическом, нежидкостном поведении межзвёздных атомов. Это приводит к глубокому проникновению атомов в гелиосферу. В то же время атомы сильно влияют на поток плазмы. В.Б. Баранов и Ю.Г. Малама разработали самосогласующуюся модель, в которой дву межзвёздные компоненты – плазма и атомы водорода – взаимодействуют с плазмой солнечного ветра. Главное достоинство этой модели заключается в точном кинетическом описании поведения межзвёздных атомов. Кинетическое описание нейтралов обязательно, т. к. их функция распределения по скоростям в области взаимодействия – немаксвелловская. С 1993 г. модель существенно модернизировалась группой в ИПМ, и теперь учитывает эффекты изменения солнечного ветра в солнечном цикле, галактические и аномальные космические лучи, межзвёздные магнитные поля.
Для исследования эффектов в интенсивности ГКЛ в периоды минимумов цикла солнечной активности, связанных с крупномасштабными электрическими полями в области взаимодействия, необходимо построить рассчитать магнитные поля в гелиошите и за гелиопаузой, с учётом как солнечных, так и межзвёздных магнитных полей. В настоящее время этой задачей активно занимается группа ИПМ РАН и наша группа в ФИАН тесно сотрудничает с ней.