Функция распределения солнечных космических лучей при длительной инжекции частиц
Рубрика:
| 1Фёдоров, ЮИ 1Главная астрономическая обсерватория Национальной академии наук Украины, Киев, Украина |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2019, 35(5):3-24 |
| Start Page: Космическая физика |
| Язык: русский |
Аннотация: На основе кинетического уравнения Фоккера — Планка рассмотрено распространение солнечных космических лучей в межпланетной среде. Известно, что функция распределение солнечных космических лучей, усредненная на протяжении солнечного протонного события, содержит важную информацию о процессе рассеяния заряженных частиц высокой энергии в межпланетных магнитных полях. Получено решение стационарного кинетического уравнения в приближении рассеяния на малые углы и исследована зависимость функции углового распределения космических лучей от расстояния до источника частиц. Данное решение применимо тогда, когда расстояние до источника частиц мало по сравнению с транспортным пробегом космических лучей, а частицы движутся преимущественно в радиальном направлении. Исследовано также угловое распределение частиц на больших (по сравнению с транспортным пробегом космических лучей) расстояниях от источника частиц. Получено аналитическое выражение для функции распределения космических лучей в виде суммы изотропной и малой анизотропной составляющих. Показано, что угловое распределение космических лучей существенным образом зависит от анизотропии процесса рассеяния космических лучей. На основании наблюдательных данных для нескольких вспышек солнечных космических лучей сделаны оценки характеристик рассеяния заряженных частиц высокой энергии на флуктуациях межпланетного магнитного поля. |
| Ключевые слова: кинетическое уравнение, космические лучи, межпланетное магнитное 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.