Функция розподілу сонячних космічних променів при тривалій інжекції частинок
Heading:
| 1Федоров, ЮІ 1Головна астрономічна обсерваторія Національної академії наук України, Київ, Україна |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2019, 35(5):3-24 |
| Start Page: Космічна фізика |
| Мова: російська |
Анотація: На основі кінетичного рівняння Фоккера — Планка розглянуто поширення сонячних космічних променів у міжпланетному середовищі. Відомо, що функція розподілу сонячних космічних променів, усереднена протягом сонячної протонної події, містить важливу інформацію про процес розсіяння частинок високої енергії у міжпланетних магнітних полях. Отримано розв’язок стаціонарного кінетичного рівняння у наближенні розсіювання на малі кути і досліджено залежність функції розподілу космічних променів від відстані до джерела частинок. Даний розв’язок є застосовним, коли транспортний пробіг космічних променів значно перевищує відстань до джерела частинок, а частинки рухаються переважно у радіальному напрямку. Досліджено також кутовий розподіл частинок на великих (порівняно з транспортним пробігом космічних променів) відстанях від джерела частинок. Отримано аналітичний вираз для функції розподілу космічних променів у вигляді суми ізотропної і малої анізотропної складових. Показано, що кутовий розподіл космічних променів суттєвим чином залежить від анізотропії процесу розсіяння космічних променів. На основі спостережних даних для декількох спалахів сонячних космічних променів зроблено оцінки характеристик розсіяння заряджених частинок високої енергії на флуктуаціях міжпланетного магнітного поля. |
| Ключові слова: кінетичне рівняння, космічні промені, міжпланетне магнітне поле |
References:
1. Abramovitz M., Stegun I. (1979) Reference book on special functions. M.: Science. 832 p. (in Russian).
2. Galperin B. A., Toptygin I. N., Fradkin A. A. (1971) Rasseyaniye chastits magnitnymi neodnorodnostyami v sil’nom magnitnom pole. Zhurnal Eksperimentalnoi i Teoreticheskoi Fiziki, 60(3), 972 (in Russian).
3. Dorman L. I., Katz M. E. (1973) O fluktuaciyah intensivnosti solnechnyh kosmicheskih luchej. Tr. 5-go Leningradskogo mezhdunarodnogo seminara, FTI. 311 (in Russian).
4. Prudnikov A. P., Brychkov Yu. A., Marichev O. I. (1981) Integraly i ryady. M.: Nauka. 800 p. (in Russian).
5. Toptygin I. N. (1983) Kosmicheskiye luchi v mezhplanetnykh magnitnykh polyakh. M.: Nauka. 304 p. (in Russian)
6. Fedorov Yu. I. (2004) Propagation of solar cosmic rays in the interplanetary medium under conditions of prolonged particle injection. Kinematics Physics of Celest. Bodies. 20(3). P. 137—147.
7. Beeck J., Wibberenz G. (1986) Pitch angle distributions of solar energetic particles and the local scattering properties of the interplanetary medium. Astrophys. J. 311. P. 437.
8. Bieber J. W. (1996) A useful relationship between time-dependent and steady state solutions of the Boltzmann equation. J. Geophys. Res. 101(NA6). P. 13523.
9. Bieber J. W., Earl J. A., Green G., et al. (1980) Interplanetary pitch-angle scattering and coronal transport of solar energetic particles: New information from Helios. J. Geophys. Res. 85(NA5). P. 213.
10. Bieber J. W., Evenson P. A., Pomerantz M. A. (1986) Focusing anisotropy of solar cosmic rays. J. Geophys. Res. 91(NA8). P. 8713.
11. Cramp J. L., Fluckiger E. O., Humble J. E., et al. (1997) The October 22, 1989 solar cosmic ray enhancement: An analysis of the anisotropy and spectral characteristic. J. Geophys. Res. 102(NA11). P. 2437.
12. Dorman L. I., Katz M. E. (1977) Cosmic ray kinetics in space. Space Sci. Rev. 70. P. 529—575.
13. Earl J. A. (1981) Analytical description of charged particle transport along arbitrary guiding field configurations. Astrophys. J. 251. P. 739.
14. Fedorov Yu. I., Stehlik M. (2006) SCR steady state distribution function and scattering properties of the interplanetary medium. Astrophys. Space Sci. 302. P. 99.
15. Hasselmann K., Wibberenz G. (1968) Scattering charged particles by random electromagnetic fields. Z. Geophys. 34. P. 353.
16. Hatzky R. (1996) Angular distributions of energetic charged particles and the scattering properties of interplanetary medium. Ph. D. Thesis, Univ. of Kiel, P. 1—247.
17. Hatzky R., Wibberenz G., Bieber J. W. (1995) Pitch angle distribution of solar energetic particles and the transport parameters in the interplanetary space. Proc. 24th Intern. Cosmic Ray Conf., Rome, v. 4, P. 261.
18. Jokipii J. R. (1966) Cosmic ray propagation. 1. Charged particle in a random magnetic field. Astrophys. J. 146. P. 480.
19. Kallenrode M.-B. (1993) Particle propagation in the inner heliosphere. J. Geophys. Res. 98(NA11). P. 19037.
20. Kunstmann J. E. (1979) A new transport mode for energetic charged particles in magnetic fluctuations superposed on a diverging mean field. Astrophys. J. 229. P. 812.
21. Miroshnichenko L. I., Perez-Peraza J. A. (2008) Astrophysical aspects in the studies of solar cosmic rays. Int. J. Modern Phys. A. 23(1). P. 1.
22. Shakhov B. A., Stehlik M. (2003) The Fokker-Planck equation in the second order pitch angle approximation and its exact solution. J. Quant. Spectr. Radiative Transfer. 78. P. 31—39.