Исследование процессов ускорения энергичных частиц и их влияния на структуру гелиосферы

• Автор: Чалов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 269 с. : ил.

Оглавление
Введение '
1 Гидродинамические уравнения для плазмы с космическими лучами и свойства слабонелинейных акустических волн

1.1 Система уравнений для плазмы с учетом динамического влияния космических лучей

1.2 Распространение слабонелинейных волн в плазме с космическими лучами

1.2.1 Вывод эволюционного уравнения для слабонелинейных возмущений

1.2.2 Короткие волны

1.2.3 Длинные волны

1.2.4 Волны произвольной длины

1.2.5 Выводы

2 Неустойчивость течения плазмы перед фронтом МГД ударных волн с учетом динамического влияния космических лучей
2.1 Введение
2.2 Уравнения для основного состояния и возмущений
2.3 Обсуждение решений
2.4 Анализ неустойчивости

2.5 Приложение результатов к гелиосферной ударной волне
2.6 Выводы
3 Неустойчивость тангенциального разрыва с учетом динамического влияния космических лучей
3.1 Введение
3.2 Дисперсионное уравнение
3.3 Решения дисперсионного уравнения
3.3.1 Классическое газодинамическое течение
3.3.2 Влияние космических лучей:
3.3.3 Влияние космических лучей: ф кг
3.4 Неустойчивость гелиопаузы во флангах с учетом космических
лучей
3.5 Влияние кривизны на устойчивость гелиопаузы без учета космических лучей
3.5.1 Основные уравнения
3.5.2 Возмущения
3.5.3 ВКБ приближение
3.5.4 Обсуждение
3.6 Выводы
Приложение
4 Динамическое влияние аномальной компоненты космических лучей на течение солнечного ветра во внешних областях гелиосферы
4.1 Введение
4.2 Основные свойства плоской ударной волны, модифицированной
динамическим воздействием диффузных энергичных частиц

4.2.1 Основные уравнения
4.2.2 Течение в предфронте
4.2.3 Соотношения на внутреннем разрыве
4.3 Динамическое влияние аномальной компоненты космических лучей на структуру области взаимодействия солнечного ветра
с локальной межзвездной средой
4.3.1 Основные уравнения и метод решения
4.3.2 Параметры плазменного течения и аномальных космических лучей в области взаимодействия
4.4 Выводы
5 Анизотропный перенос захваченных ионов в солнечном ветре
5.1 Введение
5.2 Диффузионное кинетическое уравнение для функции распределения
5.2.1 Общий случай
5.2.2 Сферически-симметричный солнечный ветер
5.2.3 Метод стохастических дифференциальных уравнений
5.2.4 Применение метода СДУ к решению уравнения переноса захваченных ионов
5.3 Коэффициенты диффузии в уравнении Фоккера-Планка
5.4 Исследование основных свойств анизотропного распределения захваченных протонов
5.5 Захваченные ионы межзвездного гелия в области солнечного гравитационного конуса
5.5.1 Формулировка проблемы
5.5.2 Межзвездные атомы гелия в межпланетной среде

ния Бюргерса (1.41). Эта область определяется неравенствами (1.42) и (1-44). При больших длинах волн сплошная линия имеет горизонтальную асимптоту в интервале 1 <г)/е < 10.
Таким образом, качественная картина эволюции волн зависит от величины отношения двух малых параметров г/ и е. Когда т)/е < 1 опрокидывание происходит при любых начальных длинах волн. В тех случаях, когда г)/е > 1 существует критическая длина волны Ьсг такая, что при Ь > Ьсг волны затухают без образования разрывов.
1.2.5 Выводы
Динамическое взаимодействие идеальной тепловой плазмы с энергичными частицами (космическими лучами), для которых существенна пространственная диффузия, существенно влияет на свойства линейных и нелинейных волн. Для волн, распространяющихся в такой двухкомпонентпой среде, становятся важными диссипативные и дисперсионные эффекты. В этой главе исследовалось влияние этих эффектов на процесс распространения слабонелинейных акустических волн. В рамках классической идеальной газовой динамики любая плоская волна под влиянием нелинейных эффектов опрокидывается, т.е. ее временная эволюция приводит к образованию разрыва. Мы показали, что учет влияния космических лучей приводит к появлению характеристической (критической) длины, зависящей от амплитуды волны. Если длина волны превышает критическую, то эта волна затухает без образования разрыва. Короткие волны опрокидываются также как и в классической газовой динамике (правда, в процессе эволюции амплитуды волн уменьшаются из-за диффузии). Результаты данного исследования могут представлять интерес при исследовании крупномасштабных движений во внешних областях гелиосферы, в межзвездной и межгалактической средах.