1. ФОРМИРОВАНИЕ ФУНКЦИИ ИНЖЕКЦИИ СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГИЧНЫХ ЧАСТИЦ В ПОСТЕПЕННЫХ СОБЫТИЯХ
И.С. Петухов, А.С. Петухова, С.И. Петухов
Публикация: Petukhov I., Petukhova A., Petukhov S. Formation of the Injection Function of Solar Energetic Particles in Gradual Events // Astrophysical Journal. 2023. 953(1), 94. DOI:10.3847/1538-4357/ace31f. Импакт-фактор: 4,9.
Впервые представлена модель нестационарной инжекции солнечных космических лучей в межпланетное пространство. Функция распределения частиц формируется при их ускорении диффузионным механизмом на ударной волне, сопровождающей выброс корональной массы. Предполагается, что ускорение частиц происходит в ограниченной области солнечной атмосферы, заполненной магнитным полем с достаточно высоким уровнем турбулентности. Рассчитаны характерные свойства функции инжекции в зависимости от времени и энергии частиц. Проведено сопоставление результатов расчета с наземными измерениями в событии 15 апреля 2001 г., которое показало удовлетворительное согласие временной динамики плотности частиц и хорошее согласие спектра максимальных значений интенсивности солнечных космических лучей. Проведенные расчеты позволили впервые оценить размер области ускорения частиц. Наилучшее соответствие получено при размере области равной 6 радиусам Солнца.
Рисунок 1. Сопоставление результатов теоретического расчета с измерениями. а) функция инжекции солнечных космических лучей с энергией 1 ГэВ в зависимости от времени. Черная кривая – восстановленная на основе измерений (Bieber et al., ApJL, 2004); б) плотность солнечных космических лучей с энергией 1 ГэВ на Земле в зависимости от времени. Черные точки – измерения (Bieber et al., ApJL, 2004);
в) спектр максимальных значений интенсивности солнечных космических лучей на орбите Земли в зависимости от энергии. Черная кривая – измерения (Bombardieri et al., ApJ, 2007); красная кривая на всех рисунках – результаты расчета.
Направление ПФНИ: 1.3.3.4. «Физика космических лучей».
Результат получен в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (код научной темы FWRS-2021-0012, номер государственного учета в ЕГИСУ НИОКТР 122011700180-7).
2. ИЗМЕРЕНИЕ МЮОНОВ В ШИРОКИХ АТМОСФЕРНЫХ ЛИВНЯХ СВЕРХВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ НА ЯКУТСКОЙ УСТАНОВКЕ
А.В. Глушков, А.В. Сабуров, Л.Т. Ксенофонтов, К.Г. Лебедев
Публикация: Глушков А.В., Сабуров А.В., Ксенофонтов Л.Т., Лебедев К.Г. Загадка мюонов в ШАЛ сверхвысоких энергий по данным Якутской установки и эксперимента Ожэ // Письма в ЖЭТФ. 2023. Т.117. № 9. С.651-657. DOI:10.31857/S1234567823090033. Импакт-фактор: 1,3.
В последние годы возник вопрос о «мюонной загадке», связанный с тем, что число мюонов в широких атмосферных ливнях (ШАЛ) с энергиями выше 1017 эВ, регистрируемых в некоторых экспериментах, значительно превышает предсказания современных моделей ядерных взаимодействий.
Измерения мюонов в ШАЛ на Якутской установке такого превышения не выявили. Дальнейший анализ данных измерений мюонов в экспериментах AGASA, KASCADE-Grande и Haverah Park подтвердил результаты Якутской установки. Согласование данных различных экспериментов требует дальнейших исследований и уточнения методик оценок энергий ШАЛ.
Рисунок 2. Параметр z, введенный для сравнения данных разных экспериментов, в зависимости от энергии. Измерения мюонов на Якутской комплексной установке согласуются с измерениями обсерватории Ожэ оптическим методом и по модельным расчетам соответствуют легкому составу КЛ. Значения прямой регистрации мюонной компоненты ШАЛ и полученные по измерениям наземных детекторов обсерватории Ожэ существенно выше и, согласно моделям, соответствуют сверхтяжелому составу КЛ.
Направление ПФНИ: 1.3.3.4. «Физика космических лучей».
Результат получен в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (код научной темы FWRS-2021-0011, номер государственного учета в ЕГИСУ НИОКТР 122011800084-7).
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОТРЫВА SAR ДУГИ ОТ АВРОРАЛЬНОГО ОВАЛА С ПОМОЩЬЮ КАМЕРЫ ВСЕГО НЕБА В АТАБАСКЕ (КАНАДА) И СПУТНИКОВ DMSP
А.Ю. Гололобов, K. Shiokawa,, Д.Г. Баишев, Y. Inaba, Y. Otsuka, M. Connors
Публикация: Gololobov A., Shiokawa K., Baishev D., Inaba Y., Otsuka Y., Connors M. Multi-event conjugate measurements of the SAR arc detachment from the auroral oval using DMSP satellites and an all-sky camera at Athabasca, Canada // J. Geophys. Res.: Space Physics. — 2023. Vol. 128, Iss. 4. id. 2022JA030544. DOI: 10.1029/2022JA030544. Импакт-фактор: 2,8.
На основе сопряженных измерений с помощью камеры всего неба в Атабаске (Канада) (MLAT=61,5°) и серии спутников DMSP проведено статистическое исследование особенностей формирования стабильных красных (SAR) дуг, оторвавшихся от аврорального овала и формирующихся в период отсутствия магнитных бурь. Всего за период с 2006 по 2018 гг. найдено 81 события сопряжения в обоих полушариях. Анализ спутниковых измерений показал, что оторвавшиеся дуги в целом связаны с повышением электронной температуры и провалами концентрации электронов. Сильные горизонтальные потоки ионосферной плазмы наблюдаются только в 14 событиях, что указывает на то, что сильный поток плазмы не является необходимым условием для формирования оторванных SAR дуг. ММП.
Рисунок 3. Изображение с камеры всего неба на длине волны 630.0 нм и проекция траектории спутника DMSP F16 (черная штриховая кривая) в координатах геомагнитная широта (MLat) – геомагнитная долгота (MLong) 15 февраля 2018 года (а). Данные измерений концентрации электронов (ne), температуры электронов (Te) и скорости горизонтального дрейфа плазмы (Vh) на спутнике DMSP F16 (б). Затененной областью показано время пролета спутника над SAR дугой.
Направление ПФНИ: 1.5.9.1. Состав, структура и динамика атмосферы (включая ионосферу и магнитосферу); изучение атмосферных процессов и явлений, в том числе экстремальных.
Результат получен в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (код научной темы FWRS-2021-0009, номер государственного учета в ЕГИСУ НИОКТР 122011700182-1) и гранта РФФИ №21-55-50013.