Вплив високошвидкісних потоків сонячного вітру на інтенсивність галактичних космічних променів

1Колесник, ЮЛ, 1Клюєва, АІ, 1Шахов, БО, 1Федоров, ЮІ
1Головна астрономічна обсерваторія Національної академії наук України, Київ, Україна
Рубрика: Космічна фізика
Мова: російська
Анотація: 

Досліджено вплив високошвидкісних рекурентних потоків сонячного вітру із корональних дір на інтенсивність галактичних космічних променів. На основі даних світової мережі нейтронних моніторів було розглянуто розподіл галактичних космічних променів для різних фаз сонячного циклу. В рамках неоднорідної моделі, що включає однорідний фон та області високошвидкісних потоків (ВШП), отримано розв’язок рівняння переносу і оцінено вплив ВШП на просторовий розподіл галактичних космічних променів. Показано, що теоретичні розрахунки при різних припущеннях стосовно транспортного пробігу космічних променів за відповідний період ВШП узгоджуються з експериментальними результатами за 2000—2014 рр.

Ключові слова: галактичні космічні промені, рівняння переносу, сонячний вітер, транспортний пробіг
References: 

1. Абунин А. А. Связь величины форбуш-эффекта с внутренними и внешними параметрами // Баксанская молодежная школа экспериментальной и теоретической физики: Тр. 10-й БМШ ЭТФ.—2010.—Т. 2.—С. 74—81.

2. Абунин А. А. Характеристики форбуш-эффектов и их связь с солнечными, межпланетными и геомагнитными возмущениями: Дис. ... канд. физ.-мат. наук. — М.: ИЗМИРАН, 2014.—155 с.—Машинопись.

3. Бейтман Г. Эрдейи А. Высшие трансцендентные функции. — М.: Наука, 1965.—294 с.

4. Белов А. В., Ерошенко Е. А., Оленева В. А., Струминский А. Б., Янке В. Г. Чем обусловлены и с чем связаны форбуш-эффекты? // Изв. РАН. Сер. физ.—2001. —65, № 3.—С. 373—376.

5. Долгинов А. 3., Топтыгин И. Н. Многократное рассеяние частиц в магнитном поле со случайными неоднородностями // ЖЭТФ.—1966.—51, вып. 6.— С. 1771— 1783.

6. Долгинов А. 3., Топтыгин И. Н. О диффузии космических лучей в межпланетной среде // Геомагнетизм и аэрономия.—1967.—7, № 6.—С. 967—973.

7. Дорман Л. И. Вариации космических лучей. — М.: Гостехтеориздат, 1957.—492 с.

8. Дорман Л. И. Вариации космических лучей и исследование космоса. — М.: Изд-во АН СССР, 1963.—1027 с.

9. Дорман Л. И., Кац М. E., Шахов Б. А. О связи между различными формами уравнения диффузии космических лучей // Геомагнетизм и аэрономия.—1976. —16, № 5.—С. 919—920.

10. Ермолаев Ю. И., Николаева Н. С., Лодкина И. Г. Каталог крупномасштабных явлений солнечного ветра для периода 1976—2000 гг. // Космич. исслед.— 2009.—47, № 2.—С. 99—113.

11. Житник И. А., Жигалкин Р. К., Игнатьев А. П. и др. // Исследование солнечных образований на основе комплексных наблюдений с Земли и на спутнике КОРОНАС-Ф. IV. Корональные дыры, открытые магнитные трубки и их связь с высокоскоростными потоками солнечного ветра // Изв. Крым. астрофиз. обсерватории.—2005.—101.— С. 128—145.

12. Крымский Г. Ф., Кузьмин А. И., Кривошапкин П. А. и др. Космические лучи и солнечный ветер. — Новосибирск: Наука, 1981. — 224с.

13. Крымский Г. Ф., Кузьмин А. И., Чирков Н. Р. и др. Распределение космических лучей и приемные векторы детекторов. I // Геомагнетизм и аэрономия.—1966. —6, № 8.—С. 991—996.

14. Топтыгин И. Н. Космические лучи в межпланетных магнитных полях. — М. Наука, 1983.—302 с.

15. Федоров Ю. И. Модуляция интенсивности галактических космических лучей в турбулентной гелиосфере // Кинематика и физика небес. тел.—2015.—31, № 3.—С. 3—22.

16. Хундхаузен А. Расширение короны и солнечный ветер. — М.: Мир, 1976.—302 с.

17. Altukhov A. M., Krymsky G. F., Kuzmin A. I. The method of “global survey” for investigating cosmic ray modulation // Acta Phys.—1970.—Suppl. to Vol. 29 (Muons and Neutrinos, Techniques).—P. 457.—(Proceedings of the 11th International Conference on Cosmic Rays, held in Budapest, 25 August — 4 September, 1969 / Ed. A. Somogyi, Vol. 4).

18. Badruddin. Cosmic ray modul ation: effects of high-speed solar wind streams // Astrophys. and Space Sci.—1997.—246.—P. 171—191.

19. Badruddin. Transient perturbations and their effects in the heliosphere, the geomagnetosphere and the Earth’s atmosphere: space weather perspective // J. Astrophys. and Astron.—2006.—27, N 2.—P. 209—217.

20. Badruddin, Yadav R. S., Yadav N. R. Influence of magnetic clouds on cosmic ray intensity variation // Solar Phys.—1986.—105.—P. 413—428.

21. Belov A. V. Large-scale modulation: View from the Earth // Space Sci. Revs.—2000.—93.—P. 71—96.

22. Belov A. V., Eroshenko E. A. Cosmic ray observations for space weather // Proc. for the 22nd ISTC Japan Workshop on Space Weather Forecast, Nagoya University.—2002.—P. 129—146.

23. Belov A. V. Forbush effects and their connection with solar, interplanetary and geomagnetic phenomena // Proc. IAU Symp.—2009.—257.—P. 439—450.

24. Belov A. V., Eroshenko E. A., Oleneva V. A., Yanke V. G Relation of the Forbush effects to the interplanetary and geomagnetic parameters // Proc. 27-h ICRC.—2001.—9.—P. 3552—3355.

25. Boezio G. M., Carlson P., Francke T., et al. The cosmic ray proton and helium spectra between 0.4 GV and 200 GV // Astrophys. J.—1999.—518.—P. 457—472.

26. Cane H. V. Cosmic ray decreases and magnetic clouds // J. Geophys. Res.—1993.—98A, N 3.—P. 3509—3512.

27. Cane H. V., Richardson I. G., von Rosenvinge T. T. Cosmic ray decreases: 1964—1994 // J. Geophys. Res.—1996.—101.—P. 21561—21572.

28. Cane H. V. Coronal mass ejections and Forbush decreases // Space Sci. Rev.—2000.—93.—P. 55—77.

29. Cane H. V., Richardson I. G., von Rosenvinge T. T. Cosmic ray decreases and particle acceleration in 1978—1982 and astociated sotar wind structures // J. Geophys. Res.—1993.—98.—P. 13295—13302.

30. Dorman L. I., Katz M. E., Fedorov Yu. I., Shakhov B. A. Variation of cosmic ray energy in interplanetary space // Astrophys. and Space Sci.—1983.—94.—P. 43—95.

31. Gleeson L. J., Axford W. I. Sot ar modutation of gatactic cosmic rays // Astrophys. J.—1968.—154.—P. 1011—1026.

32. Iucci N., Parisi M., Storini M., Villoresi G. Forbush decreases: origin and development in the interplanetary space // Nuovo cim. C.—1979.—2.—P. 1—52.

33. Iucci N., Parisi M., Storini M., Villoresi G. Interplanetary disturbances during Forbush decreases // Nuovo cim. C.—1984.—7.—P. 467—488.

34. Kolesnik Yu. L., Shakhov B. A. The effect of the heliopause and a standing termination shock on the propagation of galactic cosmic rays in helisphere stationary model // Kinematics and Physics of Celestial Bodies.—2012.—28, N 6.—P. 261—269.

35. Kolesnyk Yu. L., Shakhov B. A. Galactic cosmic ray distribution in the simplest model of termination shock near the boundary of heliosphere // Kinematics and Physics of Celestial Bodies.—2009.—25, N 4.—P. 213—219.

36. Kudela K., Storini M., Hofer M. Y., Belov A. V. Cosmic rays in relation to space weather // Space Sci. Revs.—2000.—93.—P. 153.

37. Lindblad B. A., Lundstedt H. A catalogue of high-speed plasma streams in the solar wind // Solar Phys.—1981.—74.—P. 197—206.

38. Lindblad B. A., Lundstedt H. A catalogue of high-speed plasma streams in the solar wind 1975-78 // Solar Phys.—1983.—88.—P. 377—382.

39. Lindblad B. A., Lundstedt H., Larsson B. A third catalogue of high-speed plasma streams in the solar wind — Data for 1978—1982 // Solar Phys.—1989.—120.— P. 145—152.

40. Lockwood J. A. Forbush decreases in the cosmic radiation // Space Sci. Revs.—1971.—12.—P. 658—715.—doi:10. 1007/BF00173346.

41. Mavromichalaki H., Vassilaki A. Fast plasma streams recorded near the Earth during 1985—1996 // Solar Phys.—1998.—183.—P. 181—200.

42. Mavromichalaki H., Vassilaki A., Marmatsouri E. A catalogue of high-speed solar-wind streams: further evidence of their rel ationship to Ap-index // Solar Phys.—1988.—115.—P. 345—365.

43. Mori S. Theoretical calculation of the cosmic-ray solar diurnal variation. II-Meson Component // Nuovo cimento. B.—1968.—58, N 1.—P. 58—70.

44. Parker E. N. The passage of energetic charged particles through iterplanetary space // Planet. and Space Sci.—1965.—13, N 1.—P. 9.

45. Parker G. D. Solar wind disturbances and recurrent modulation of galactic cosmic rays // J. Geophys. Res.—1976.—81.—P. 3825.

46. Potgieter M. S. Sol ar modulation of cosmic rays // Liv. Rev. Solar Phys.—2013.—10.—P. 3—66.

47. Potgieter M. S. A very local interstellar spectrum for galactic electrons, protons and helium // Braz. J. Phys.—2014.—44.—P. 581.

48. Potgieter M. S., Vos E. E., Boezio M., De Simone N., Di Felice V., Formato V. Modulation of galactic protons in the heliosphere during the unusual solar minimum of 2006 to 2009 // Solar Phys.—2013.—289, N 1.—P. 391—406.

49. Ptuskin V. S., Volk H. J., Zirakashvili V. N., Breitschwerdt D. Transport of relativistic nucleous in a galactic wind driven by cosmic rays // Astron. and Astrophys.—1997. —321, N 2.—P. 434—443.

50. Shakhov B. A., Kolesnik Yu. L. Heliospheric propagation of galactic cosmic rays depending on the scattering characteristics of the turbulent interplanetary magnetic field // Kinematlcs and Physlcs of Celeslial Bodles.—2008.—24, N 6.—P. 280— 292.

51. Shakhov B. A., Kolesnyk Yu. L. Effect of the heliopause and the termination shock on the galactic cosmic rays distribution in stationary model of heliosphere // J. Phys.: Conf. Ser.—2013.—409, N 1.

52. Simpson J. A. Cosmic-radiation intensity-time variations and their origin. III. The origin of 27-day variations // Phys. Rev.—1954.—94.—P. 426—440.

53. Urch I. H., Gleeson L. J. Galactic cosmic ray modulation from 1965—1970 // Astrophys. and Space Sci.—1972.—N 17.—P. 426—446.

54. Venkatesan D., Shukla A. K., Agrawal S. P. Cosmic ray intensity variations and two types of high speed solar streams // Solar Phys.—1982.—81.—P. 375—381.

55. Vershell H. J., Mendall R. B., Korff S. A., Roelof E. C. Two classes of cosmic ray decrease // Geophys. Res.—1975.—80.—P. 1189—1201.

56. Webber W. R., Hiegbie P. R., McDonald F. B. The unfolding of the spectra of low energy galactic cosmic ray H and He nuclei as the Voyager 1 spacecraft exits the region of heliospheric modulation // arXiv — astro-ph:1308.1895-2013.

57. Webber W. R., McDonaldF. B. Recent Voyager 1 data indicate that on 25 August 2012 at a distance of121. 7 AU from the Sun, sudden and unprecedented intensity changes were observed in anomalous and galactic cosmic rays // Geophys. Res. Lett.—2013. —40.—P. 1665—1668.

58. Xystouris G., Sigala E., Mavromichalaki H. A complete catalogue of high-speed solar wind streams during solar cycle 23 // Solar Phys.—2014.—289, N 3.—P. 995.

59. Yadav R. S., Sharma N. K., Badruddin. Effect of two types of solar wind streams on the intensity variations of cosmic rays // Solar Phys.—1994.—151.—P. 393.