ФГБУН ФИЦ «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера
Сибирского отделения Российской академии наук
ИКФИА СО РАН

Важнейшие научные результаты, полученные в ИКФИА СО РАН в 2019 г.

Важнейшие результаты исследований 2019 г.

Важнейшими результатами института за 2019 год Учёный Совет ИКФИА СО РАН (заседание № 7 от 27 ноября 2019 г.) признал следующие:

1. Механизм образования пучка ультрарелятивистских частиц

Авторы: Г.Ф. Крымский, М.И. Правдин, И. Е. Слепцов, А.Д. Красильников.

Опубликовано: Krymsky G.F., Pravdin M.I., Sleptsov I.E., Krasilnikov A.D. Observation of a Beam of Ultrarelativistic Particles and the Cherenkov Resonance // Astron. Lett. 2019. V.45. No.9. P. 576–579. DOI:10.1134/S1063773719090020 (Г.Ф. Крымский, М.И. Правдин, И.Е. Слепцов, А.Д. Красильников. Наблюдение пучка ультрарелятивистских частиц и черенковский резонанс // Письма в Астрон. Ж. 2019. Т.45. №9. С.618–621. doi:10.1134/S032001081909002X).

Проведен анализ характеристик пучка частиц с энергиями выше 1019 эВ зарегистрированного в течение одних суток из небольшого участка неба. Три частицы пучка (2 протона и 1 альфа-частица) были зарегистрированы двумя установками ШАЛ – Якутск (Россия) и Telescope Array (Юта, США). Предложен механизм образования пучка частиц сверхвысоких энергий. Суть механизма заключается в том, что источник космических лучей представляет собой передний фронт нестационарной релятивистской струи, распространяющейся в направлении Солнечной системы, а траектории испущенных им частиц изменяются в магнитных полях таким образом, что создаются условия для их регистрации в определенной последовательности, названное авторами «черенковский резонанс».

Рисунок 1. Фрагмент небесной сферы в экваториальных координатах (α, δ) с тремя зарегистрированными событиями ШАЛ. Кружками обозначены ошибки эксперимента. Вектор соответствует направлению движения и наилучшей подгонке траектории, движущегося с постоянной угловой скоростью источника частиц — релятивистской струи. Точками и цифрами обозначены положение и моменты регистрации частиц, наблюденных на Якутской установке ШАЛ (1 и 2, протоны) и на установке Telescope Array (3, альфа-частица).

Направление ПФНИ РАН: II. Физические науки, направление 16. II.16.2.3.).

2. Теория формирования Форбуш понижения в электромагнитном поле магнитного облака

Авторы: А.С. Петухова, И.С. Петухов, С.И. Петухов.

Опубликовано:

Petukhova A.S., Petukhov I.S., Petukhov, S.I. Image of Forbush decrease in a magnetic cloud by three moments of cosmic ray distribution function. // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2019. V.124. P.19–31. DOI:10.1029/2018JA025964.

Petukhova A.S., Petukhov I.S., and Petukhov S.I. Theory of the Formation of Forbush Decrease in a Magnetic Cloud: Dependence of Forbush Decrease Characteristics on Magnetic Cloud Parameters // Astrophys. J. 2019. 880, 17, 2019. DOI:10.3847/1538-4357/ab2889.

Создана теория формирования Форбуш понижения в электромагнитном поле магнитного облака. Установлено, что Форбуш понижение образуется вследствие потерь энергии и квазизахвата космических лучей в винтовом магнитном поле. Показано, что функция распределения космических лучей зависит от величины параметров, геометрических размеров, типа магнитного облака и ракурсных условий наблюдений. Результаты расчетов в общем соответствуют наблюдениям.

Рисунок 2. Рассчитанные характеристики Форбуш понижения космических лучей в зависимости от времени: (а) амплитуда Форбуш понижения (АФП); (б) компоненты вектора анизотропии в гелиоцентрической экваториальной системе координат GSE. Здесь черная, красная, зеленая линии соответствуют компонентам вектора анизотропии AX, AY, AZ. Вертикальными штриховыми линиями отмечены границы магнитного облака.

Направление ПФНИ РАН: II. Физические науки, направление 16. Проект II.16.2.2.

3. Изменение коэффициента вариации интенсивности эмиссии 557.7 нм в свечении ночного неба в 23-м цикле солнечной активности

Авторы: И.Б. Иевенко, С.Г. Парников, В.Н. Алексеев

Опубликовано: Иевенко И.Б., Парников С.Г., Алексеев В.Н. Вариации интенсивности эмиссии ночного неба 557,7 нм в течение 23-го цикла солнечной активности // Геомагнетизм и аэрономия. 2019. Т. 59. №6. С. 786-790. DOI:10.1134/S0016794019050055.

По данным спектрофотометрических измерений на ст. Маймага (63º N, 130ºE) в 1997-2008 гг. впервые выявлена независимость изменения коэффициента вариации интенсивности эмиссии 557.7 нм в свечении ночного неба от солнечной активности.

Это указывает на отсутствие доминирующего влияния солнечной активности в 23 цикле на волновые возмущения в средней и верхней атмосфере, которые вызывают изменения интенсивности излучения зеленой линии.

Рисунок 3. Изменение коэффициента вариации интенсивности эмиссии 557.7 нм в зените ст. Маймага за февраль (а) и март (б) и индекс солнечной активности F10.7 за выбранные месяцы (в) в 23-м цикле солнечной активности (1997-2008 гг). На панелях (а) и (б) указаны стандартные ошибки среднего (±σ) и приведены коэффициенты корреляции R с доверительной вероятностью P. Направление ПФНИ РАН: II. Физические науки, направление 16. Проект II.16.1.7.