ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИКИ ПЛАЗМЫ СОЛНЕЧНОГО ВЕТРА В КОРОНЕ СОЛНЦА ПО ЗАРЯДОВОМУ СОСТОЯНИЮ ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Термодинамика плазмы солнечного ветра (СВ) в короне Солнца определяется энергетическим обменом с внешними источниками и может быть изучена, если известна информация о физических параметрах плазмы, таких как температура, плотность, скорости потоков СВ и др. Ранее Паркер показал, что в рамках одножидкостной модели состояние плазмы СВ может быть описано с помощью политропной функции, в которой давление p и плотность ρ связаны соотношением p=ργ = const с индексом политропы γ. В современных МГД-моделях применение политропной функции вместо приближенного описания механизмов нагрева плазмы значительно ускоряет расчет. Значения индекса γ могут быть получены с помощью параметров плазмы СВ, но для потоков СВ, движущихся в направлении Земли, измерение таких параметров представляет определенные трудности. В настоящей работе рассматривается метод определения индекса политропы γ для потоков СВ на стадии расширения в короне по измеряемым “in situ” ионным параметрам плазмы СВ: среднему заряду ионов железа QFei и отношению плотностей ионов кислорода O7+=O6+. Связь между ионными параметрами и индексом γ устанавливается на основе решения уравнений баланса для процессов ионизации и рекомбинации ионов в плазме СВ. По гистограммам ионных параметров СВ, измеренных прибором ACE/SWICS в 2010 г., получены средние значения γ в короне на высотах ≈ 1–7 солнечных радиусов для потоков медленного СВ, быстрого СВ из корональных дыр и межпланетных корональных выбросов массы.

Об авторах

Ф. Ф Горяев

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

Email: goryaev_farid@mail.ru
Москва, Россия

В. А Слемзин

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

Email: slemzinva@lebedev.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Ашванден М., Физика солнечной короны [Aschwanden M.J., Physics of the Solar Corona (Springer Berlin, Heidelberg, 2005)], гл. 17.
  2. Ван Доорсселаере и др. (T. Van Doorsselaere, N. Wardle, G. Del Zanna, K. Jansari, E. Verwichte, and V.M. Nakariakov), Astrophys. J. Lett. 727, id. L32 (2011).
  3. Гибсон и др. (S.E. Gibson, A. Fludra, F. Bagenal, D. Biesecker, G. del Zanna, and B. Bromage), J. Geophys. Res. 104, 9691 (1999).
  4. Глоеклер и др. (G. Gloeckler, J. Cain, F.M. Ipavich, E.O. Tums, P. Bedini, L.A. Fisk, T.H. Zurbuchen, P. Bochsler, et al.), Space Sci. Rev. 86, 497 (1998).
  5. Горяев и др. (F. Goryaev, V. Slemzin, L. Vainshtein, and D.R. Williams), Astrophys. J. 781, id 100 (2014).
  6. Горяев и др. (F.F. Goryaev, V. Slemzin, and D. Rodkin), Astrophys. J. Lett. 905, L17 (2020).
  7. Горяев Ф.Ф., Слемзин В.А., Родькин Д.Г., Шугай Ю.С., Космич. исслед. 61, 10 (2023)
  8. Гречнев идр. (V.V. Grechnev, A.A. Kochanov, A.M. Uralov, V.A. Slemzin, D.G. Rodkin, F.F. Goryaev, V.I. Kiselev, and I.I. Myshyakov), Solar Phys. 294, 139 (2019).
  9. Дере и др. (K.P. Dere, E. Landi, P.R. Young, G. Del Zanna, M. Landini, and H.E. Mason), Astron. Astrophys. 498, 915 (2009).
  10. Зеленый Л.М., Веселовский И.С. (Ред.), Плазменная гелиогеофизика (М.: Физматлит, 2008), т. 1, гл. 3.
  11. Ко и др. (Y.-K. Ko, L.A. Fisk, J. Geiss, G. Gloeckler, and M. Guhathakurta), Solar Phys. 171, 345 (1997).
  12. Кранмер и др. (S.R. Cranmer, A.A. van Ballegooijen, and R.J. Edgar), Astrophys. J. Suppl. Ser. 171, 520 (2007).
  13. Кутузов А.С., Чашей И.В., Геомагнетизм и аэрон. 38, 1 (1998)
  14. Ланди и др. (E. Landi, J.R. Gruesbeck, S.T. Lepri, and T.H. Zurbuchen), Astrophys. J. 750, id 159 (2012).
  15. Ливадиотис (G. Livadiotis), Entropy 20, id. 799 (2018).
  16. Лловерас и др. (D.G. Lloveras, A.M. Vasquez, F.A. Nuevo, C. Mac Cormack, N. Sachdeva, W. Manchester, B. Van der Holst, and R.A. Frazin), Solar Phys. 295, id. 76 (2020).
  17. Майс и др. (M.L. Mays, A. Taktakishvili, A. Pulkkinen, P.J. MacNeice, L. Rastatter, D. Odstrcil, L.K. Jian, I.G. Richardson, et al.), Solar Phys. 290, 1775 (2015).
  18. Мозер и др. (F.S. Mozer, O.V. Agapitov, J.C. Kasper, R. Livi, O. Romeo, and I.Y. Vasko), Astron. Astrophys. 673, L3 (2023).
  19. Николау и др. (G. Nicolaou, G. Livadiotis, R.T. Wicks, D. Verscharen, and B.A. Maruca), Astrophys. J. 901, id. 26 (2020).
  20. Паркер (E.N. Parker), Astrophys. J. 128, 664 (1958).
  21. Паркер Е.Н., Динамические процессы в межпланетной среде (М.: Мир, 1965).
  22. Перроне и др. (D. Perrone, S. Perri, R. Bruno, D. Stansby, R. D’Amicis, V.K. Jagarlamudi, R. Laker, S. Toledo-Redondo, et al.), Astron. Astrophys. 668, id. A189 (2022).
  23. Помоелл, Поедтс (J. Pomoell and S. Poedts), J. Space Weather and Space Clim. 8, id. A35 (2018).
  24. Родькин и др. (D. Rodkin, F. Goryaev, P. Pagano, G. Gibb, V. Slemzin, Y. Shugay, I. Veselovsky, and D.H. Mackay), Solar Phys. 292, id. 90 (2017).
  25. Слемзин и др. (V. Slemzin, F. Goryaev, and D. Rodkin), Astrophys. J. 929, Id. 146 (2022).
  26. Тоттен и др. (T.L. Totten, J.W. Freeman, and S. Arya), J. Geophys. Res. 100, 13 (1995).
  27. Фишер, Гухатакурта (R. Fisher and M. Guhathakurta), Astrophys. J. 447, L139 (1995).
  28. Хундхаузен и др. (A.J. Hundhausen, H.E. Gilbert, and S.J. Bame), Astrophys. J. Lett. 152, L3 (1968).
  29. Хундхаузен А., Расширение короны и солнечный ветер (М.: Мир, 1976), гл. 3.
  30. Якобс, Поедтс (C. Jacobs and S. Poedts), Adv. Space Res. 48, 1958 (2011).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024