WWW.NAUKA.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Книги, издания, публикации
 


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 9 |

«Дудник Алексей Владимирович УДК 523.2:520.6.05:520.662 ДИНАМИКА РАДИАЦИОННЫХ ПОЯСОВ И ФОНОВОГО РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ В ОКОЛОЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ КАК ИНДИКАТОР ПРОЯВЛЕНИЙ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ ...»

-- [ Страница 6 ] --

Сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными позволили уточнить энергетические диапазоны альфа-частиц, регистрируемых прибором. Альфа-частицы с энергиями до 13.7 МэВ задерживаются защитной алюминиевой фольгой, расположенной над первым кремниевым матричным детектором D1, альфа-частицы с энергиями в интервалах 40.562 МэВ; 248.5262 МэВ поглощаются материалом упаковки сцинтилляционных детекторов D3 и D4. Наконец, частицы с энергиями от

13.7 до 262 МэВ поглощаются материалами детекторов и дают вклад в амплитуды импульсов аналоговых сигналов.

R, мм

–  –  –

Рис. 6.10. Зависимость пробегов протонов и альфа-частиц от входной энергии а) в детекторах D1 и D2; б) в детекторах D3 и D4.

Рис. 6.11. Зависимость поглощенных энергий в «толстом» детекторе D3 (в единицах энергии согласно расчету с помощью GEANT4, и в амплитудах сигналов на выходе усилителя-формирователя) от энергии альфа-частиц на выходе циклотронного ускорителя RIKEN.

Для определения взаимного влияния сигналов от различных элементов матриц, а также оценки числа вторичных частиц альбедо, рождающихся в «толстом» детекторе D3, были получены энергетические спектры в серии измерений амплитуд импульсов от большей части элементов матриц D1 и D2 в результате прохождения пучка ионов Н2 с энергией Е = 140 МэВ через эти детекторы. Ось пучка была направлена параллельно оси телескопа и смещена на периферийные элементы матрицы 7, 8, 9 и 11, как показано на рис. 6.12 (пучок обозначен окружностью).

Поскольку диаметр пучка составлял 5 мм, этими элементами регистрировалось, соответственно, 58%, 36%, 3% и 2.5% частиц. Типичный спектр, зарегистрированный от элемента 7 матрицы 1, показан на рис. 6.13.

Как видно из рис. 6.13, большую часть пучка составляли протоны с энергией Е = 70 МэВ. В подсчете числа частиц, зарегистрированных каждым элементом матриц, принимались во внимание либо протоны (заштрихованная область на рис. 6.13), либо иные вторичные частицы с энергией Е 70 МэВ. За условную единицу принято число частиц, зарегистрированных в процессе калибровки элементом № 7 для каждой матрицы.

Рис. 6.12. Проекция пучка на элементы кремниевой матрицы.

Пространственное соотношение площадей элементов матрицы и диаметра пучка сохранены.

Рис. 6.13. Спектр ионов Н2 и продукта распада от элемента № 7 кремниевого матричного детектора.

Результаты регистрации полного числа частиц в большинстве элементов обеих матриц представлены на рис. 6.14. Для того, чтобы подчеркнуть различия в количестве частиц, зарегистрированных разными элементами, была использована логарифмическая шкала для оси ОУ. Из рис. 6.14 видно, что протоны регистрировались элементами 7, 8, 9 и 11 (заштрихованные столбцы) и в незначительном количестве ( 1%) – близко расположенными элементами.

Одновременно было проведено компьютерное моделирование для той же конфигурации элементов кремниевых матриц и направления оси пучка. В моделировании участвовали 150000 первичных ионов Н2 с энергией 140 МэВ. Количество зарегистрированных частиц в каждом элементе матриц рассчитывалось тем же способом, как и для экспериментальных данных, и соотносилось к количеству частиц в 7-ом элементе. Рис. 6.14 показывает результаты компьютерного моделирования с использованием GEANT4 первичных протонов, зарегистрированных элементами обеих матриц, и вторичных частиц, генерированных, главным образом, в кристаллах CsI(Tl) (светлые столбцы).

Из рисунка можно заметить довольно хорошее соответствие между экспериментальными и модельными данными. Необходимо подчеркнуть важность проведения компьютерного моделирования отклика прибора перед началом его разработки. Кроме того, можно сделать вывод о почти полном отсутствии взаимного влияния элементов матриц в процессе их работы при больших энергиях первичных частиц, а также о сравнительно небольшом числе вторичных частиц альбедо, рождаемых в сцинтилляционном детекторе D3. Это означает, что ошибка в числе счетов в детекторе Д2 из-за вторичных частиц, генерируемых в сцинтилляционном детекторе Д3, при больших энергиях первичных заряженных частиц была несущественной.

Таким образом, разработанные программы и проведенное с их помощью моделирование методом Монте-Карло с использованием библиотеки GEANT4 показало хорошее соответствие экспериментальным результатам, полученным с помощью ускорителя ионов высоких энергий Института Физических и Химических Проблем RIKEN. Обнаружено, как экспериментально, так и в ходе моделирования, что сигналы от соседних

–  –  –

Рис. 6.14. Число частиц в каждом элементе обеих матриц после прохождения пучка частиц Н2 (экспериментальные данные и результаты моделирования с помощью GEANT 4).

элементов одной и той же кремниевой позиционно-чувствительной матрицы не испытывают взаимного влияния при регистрации частиц больших энергий. Кроме того, число вторичных частиц альбедо, генерированных в сцинтилляторе, пренебрежимо мало по сравнению с числом первичных ионов, так, что оно не вносит заметного вклада в интенсивность потока первичных частиц.

6.6. Экспресс-анализ полученных с прибора экспериментальных данных В результате наземной отработки и предполетных градуировочных измерений прибор СТЭП-Ф был установлен на борт космического аппарата «КОРОНАС-Фотон» в составе комплекса научной аппаратуры «Фотон»

(рис. 6.15), и выведен на круговую околополярную орбиту с космодрома «Плесецк».

Рис. 6.15. Прибор СТЭП-Ф в составе комплекса научной аппаратуры «Фотон» космического аппарата «КОРОНАС-Фотон»

Для экспресс-анализа качества получаемой с прибора информации и преобразования бинарных данных в формат, удобный для использования стандартными программными средствами, был разработан программный продукт MicroEye.exe. В результате использования этой программы предусмотрено создания трех типов текстовых файлов:

1) структура файлов первого типа совпадает со структурой информационного цифрового массива, заложенной в специальное программное обеспечение микроконтроллера блока обработки цифровой информации СТЭП-ФЭ;

2) второй тип информационных файлов содержит столбцы с двухсекундными данными о потоках частиц в каждом из всех энергетических диапазонов для каждого сорта частиц во всех информационных цифровых массивах на протяжении всего периода, заложенного в исходный *.dat–файл ССРНИ;

3) третий тип файлов включает столбцы с 30-секундными данными о потоках частиц в каждом из всех энергетических диапазонов для каждого сорта частиц во всех информационных цифровых массивах на протяжении всего периода, заложенного в исходный *.dat–файл.

Визуализация данных с прибора СТЭП-Ф представляет собой изображение зависимости потоков каждого сорта частиц в каждом из энергетических интервалов от времени с дискретностью: 2 секунды (для созданных текстовых файлов согласно второго типа информационных цифровых массивов), 30 секунд (для созданных текстовых файлов согласно третьему типу информационных цифровых массивов).

Пример визуализации данных о потоках электронов в 2-х энергетических диапазонах и одном смешанном канале регистрации электронов малых энергий и протонов в узком диапазоне энергий 8 мая 2009 г. с 2-хсекундным разрешением приведен на рис. 6.16.

6.7. Оценка качества научной информации в ходе начального этапа летных испытаний прибора Для проверки качества научной информации, полученной в ходе летных испытаний прибора СТЭПФ, были проанализированы данные о потоках протонов в нескольких энергетических диапазонах.

В магнитоспокойный период с 3 марта до 1 апреля 2009 г. спектральные плотности потоков протонов были нанесены на условную карту Земли для сопоставления с результатами картографирования околоземного пространства на низкоорбитальных высотах аналогичными приборами, установленными на других искусственных спутниках Земли.

Рис. 6.16. Пример визуализации данных о потоках электронов 8 мая 2009 г.: канал смешанной регистрации (нижний график) и канал регистрации электронов с энергиями Е = 0.350.95 МэВ обеспечиваются позиционночувствительными матричными детекторами, канал регистрации электронов с энергиями Е = 1.22.3 МэВ (верхний график) обеспечен работой сцинтилляционного детектора на основе CsI(Tl); временное разрешение – 2 с.

В качестве примера на рис. 6.17 показано распределение протонов в энергетическом диапазоне Ер = 7.410.0 МэВ, спроецированные на поверхность планеты. Обработка данных сделана при накоплении протонов в полном телесном угле зрения прибора с временным разрешением 30 с.

Несмотря на то, что орбита космического аппарата „КОРОНАС-Фотон” проходила значительно ниже радиационного пояса Земли, прибором СТЭП-Ф фиксировались высокоэнергетические протоны, траектория которых снижается вместе с силовыми линиями магнитного поля Земли до ионосферных высот в области Южно-Атлантической магнитной аномалии.

Заметны четкая структура и границы аномалии. Результаты радиационного картографирования прибором СТЭП-Ф повторяют данные предыдущих исследований околоземного пространства в периоды минимума солнечной активности.

Рис. 6.17. Распределение числа протонов на в диапазоне энергий Е = 7.410.0 МэВ, полученное с помощью прибора СТЭП-Ф в период с 3 марта по 1 апреля 2009 года.

Заключение к разделу 6 Разработан, создан и прошел все виды испытаний спутниковый телескоп электронов и протонов СТЭП-Ф, состоявший из блока детекторов СТЭП-ФД, установленного вне герметичного отсека космического аппарата, и блока обработки цифровой информации СТЭП-ФЭ, находившегося внутри герметического отсека. Основу блока детекторов СТЭП-ФД составляла детекторная головка, построенная на основе телескопической системы из двух слоев позиционно-чувствительных кремниевых матричных детекторов и двух слоев сцинтилляционных детекторов на основе кристаллов CsI(Tl), просматриваемых кремниевыми фотодиодами большой площади (3-й слой) и вакуумным фотоэлектронным умножителем (4-й слой).

Получены зависимости поглощенных энергий, пробегов и ионизационных потерь в зависимости от первичной энергии для трех сортов заряженных частиц с помощью библиотеки программ GEANT4.

Настройка электрических параметров проведена с помощью специально разработанной и изготовленной контрольно-испытательной аппаратуры, позволившей не только определить и отрегулировать 69 каналов аналоговой обработки сигналов от детекторов, но и проверить правильность формирования выходных информационных массивов по различным интерфейсам связи с бортовыми системами космического аппарата.

Стабильные и короткоживущие радиоактивные изотопы использовались при проверке работоспособности детекторов частиц высоких энергий; с их помощью проведена градуировка аналоговой части прибора на выходах усилителей-формирователей.

Калибровка для более высоких энергий проведена на ускорителях заряженных частиц высоких энергий: ионном циклотроне Института физических и химических проблем RIKEN (Токио, Япония), где были использованы альфа-частицы с энергией 400 МэВ и ионы Н2 с энергией 140 МэВ; на ионном циклотроне НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В. Ломоносова (г. Москва, Россия), на пучках дейтронов с энергией 15.3 МэВ и альфа-частиц с энергией 30 МэВ; на электронном микротроне М-30 Института электронной физики Национальной академии наук Украины, (г. Ужгород), с использованием электронов в диапазоне энергий 2-17 МэВ.

На основе измерений энергетических спектров от элементов позиционно-чувствительных матричных детекторов с помощью пучка ионов Н2 с энергией ЕН2 = 140 МэВ и диаметром 5 мм на ускорителе RIKEN сделан вывод об отсутствии взаимного влияния сигналов от элементов кремниевых матричных детекторов для больших энергий первичных частиц, а также о сравнительно небольшом числе вторичных частиц, рождаемых в сцинтилляционном «толстом» детекторе и летящих в обратном направлении.

Разработан программный продукт, позволяющий проводить визуализацию данных с прибора. Она представляет собой изображение зависимости потоков каждого сорта частиц в каждом из энергетических интервалов от времени с дискретностью: 2 и 30 секунд.

В магнитоспокойный период с 3 марта до 1 апреля 2009 г. спектральные плотности потоков протонов были нанесены на условную карту Земли для сопоставления с результатами картографирования околоземного пространства на низкоорбитальных высотах аналогичными приборами, установленными на других искусственных спутниках Земли.

Показано, что, несмотря на то, что орбита КА „КОРОНАС-Фотон” проходила значительно ниже радиационного пояса Земли, прибором СТЭП-Ф фиксировались высокоэнергетические протоны, траектория которых снижается вместе с силовыми линиями магнитного поля Земли до ионосферных высот в области Южно-Атлантической магнитной аномалии. Т.е., результаты радиационного картографирования прибором СТЭП-Ф повторяют данные предыдущих исследований околоземного пространства в периоды минимума солнечной активности.

Материал, изложенный в данном разделе, опубликован в работах [154, 157162, 165183].

РАЗДЕЛ 7

ДИНАМИКА ПОТОКОВ ЭЛЕКТРОНОВ ВО ВНУТРЕННЕЙ

МАГНИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ

В Разделе 7 представлен общий вид и проведен временной анализ изменений потоков электронов в разных энергетических диапазонах на высоте 550 км над поверхностью Земли в мае 2009 г. с учетом характерных особенностей орбиты космического аппарата «КОРОНАСФотон».

Определяются эмпирические значения времен жизни электронов внешнего и внутреннего радиационных поясов Земли по откликам потоков частиц в максимумах их распределений по L-оболочкам на воздействие двух слабых геомагнитных бурь в мае 2009 г. на магнитосферу.

Обсуждаются вариации потоков электронов во внешних слоях магнитосферы перед началом, в максимуме развития и на фазе восстановления слабой геомагнитной бури 6-8 мая 2009 года. Обсуждение изменяющихся электронных потоков по данным с прибора СТЭП-Ф проводится в сравнении с данными об электронах в межпланетном пространстве, измеренными на спутниках SOHO и STEREO Ahead и STEREO Behind; привлечением данных о параметрах солнечного ветра со спутников АСЕ и SOHO.

Проводится временное сравнение хода интенсивности частиц по данным с прибора СТЭП-Ф с данными приборов по измерению потоков заряженных частиц, установленных на геостационарных спутниках серии GOES, на различных фазах слабой геомагнитной бури 6-8 мая 2009 года.

7.1. Особенности изучения потоков электронов высоких энергий с помощью прибора СТЭП-Ф Изучение вариаций частиц в радиационных поясах Земли продолжает быть актуальным в связи с накоплением большого количества информации об обусловленности динамики электронов и протонов в магнитосфере, главным образом, взаимодействием волн разного типа и пространственной локализации с частицами высоких энергий. В последние годы детально изучается взаимное поведение потоков частиц в радиационных поясах и низкочастотных электромагнитных волн типа «хоров», «свистов» и других с целью определить первопричину ускорительных процессов и питч-углового перераспределения стационарных популяций энергичных частиц во время магнитосферных бурь. Сами же бури возникают после воздействия на магнитосферу высокоскоростных потоков солнечного ветра, межпланетных ударных волн, корональных и связанных с ними межпланетных корональных выбросов массы, так или иначе связанных с проявлениями солнечной активности.

Одной из задач эксперимента с прибором СТЭП-Ф на борту КА «КОРОНАС-Фотон» было изучение динамики частиц разных сортов в магнитосфере Земли в различных ее слоях как результат воздействия солнечных вспышек и других проявлений солнечной активности. Ввиду низкой орбиты спутника потоки частиц, регистрируемые с помощью прибора СТЭП-Ф, были либо высыпающимися и квазизахваченными, либо имеющими малые питч-углы на геомагнитном экваторе на L-оболочке, вдоль которой они дрейфуют. Поэтому изучение поведения частиц у оснований дрейфовых L-оболочек на низколетящем спутнике с высоким наклонением ( 82.50) имеет свои преимущества. Другой особенностью эксперимента с прибором СТЭП-Ф является непрерывное изменение угла между осью обзора прибора и перпендикулярной к поверхности Земли линией от спутника в каждый момент времени в ходе текущего 96-минутного витка. В итоге, прибор попеременно фиксировал потоки частиц, направленные то к поверхности планеты, то от нее, то дважды за виток – вдоль поверхности Земли, что делает данные, полученные с прибора, еще более ценными.

В первой половине 2009 г. солнечная активность была очень низкой, а геоэффективные слабые вспышки и корональные выбросы массы были зафиксированы только в мае, в результате чего появилась возможность изучить динамику потоков частиц во внутренней магнитосфере. Поскольку в мае 2009 г. не было зафиксировано ни протонных вспышек на Солнце, ни сильных магнитных бурь в магнитосфере Земли, основное внимание было сосредоточено на изучении измерений потоков электронов в 3-х энергетических диапазонах. Анализ поведения электронов проведен для периода с 1 по 31 мая 2009 г. с 30-секундным временным разрешением данных [184187].

7.2. Распределения потоков электронов в разных энергетических диапазонах на высоте 550 км Характерной особенностью орбиты космического аппарата «КОРОНАС-Фотон» является его движение через практически одни и те же области околоземного пространства через каждые 15 витков, которые совершаются в течение 1 суток. Количество витков определяется высотой расположения спутника и его круговой орбитой. Поскольку распределение потоков частиц высоких энергий внутри магнитосферы зависит от долготы, широты и высоты, то правомерным является сравнение интенсивностей в одних и тех же или близких по координатам точках пространства в разные промежутки времени. Ввиду орбиты спутника, близкой к круговой, эти требования ограничиваются двумя параметрами - широтой и долготой. В случае с космическим аппаратом «КОРОНАС-Фотон» одни и те точки пространства, куда он попадает периодически, наступают почти ровно через 1 сутки. При этом сдвиг по долготе при фиксированной широте составляет не более 2.50.

С увеличением энергии частиц требования по близости координат усиливаются ввиду проявления более выраженных особенностей в распределениях частиц и их небольшой популяции. Объединение всех данных в течение одного и того же витка орбиты космического аппарата на протяжении периода с 1 по 31 мая 2009 года дало возможность проследить динамику вариаций потоков электронов высоких энергий в зависимости от условий в межпланетном пространстве и внутри магнитосферы Земли.

На рисунках 7.1, 7.2 и 7.3 показаны временные хода спектральной плотности потока частиц каналов регистрации электронов с энергиями Ее = 0.18–0.51 МэВ и протонов с энергиями Ер = 3.5–3.7 МэВ (рис. 7.1);

электронов с энергиями Ее = 0.35–0.95 МэВ (рис. 7.2) и электронов с энергиями Ее = 1.2–2.3 МэВ (рис. 7.3) в период с 1 по 31 мая 2009 г. Видно, что интенсивность релятивистских электронов заметно меньше потоков электронов низких энергий в радиационных поясах и в области Бразильской магнитной аномалии, поэтому их вариации отражены в линейном масштабе.

В период с 7 по 15 мая наблюдалось увеличение потоков частиц в обоих диапазонах энергий и их продолжительное существование во внешнем поясе.

Были зарегистрированы также быстро изменяющиеся потоки во внутреннем поясе в периоды 7-10 и 15-16 и 24 мая в низкоэнергетическом диапазоне энергий. Также заметна асимметрия в значениях потоков во внешнем поясе в южном и северном полушариях на протяжении каждого витка. Такая асимметрия связана со стабилизацией оси ОZ спутника по направлению на Солнце и направленностью оси обзора блока детекторов СТЭП-ФД перпендикулярно оси OZ. Ось ОХ спутника, вдоль которой направлена ось конуса обзора блока детекторов СТЭП-ФД, совершала медленный дрейф по отношению к гелиоцентрической системе координат. Медленное вращение осей ОХ и ОУ КА было заметно по показаниям приборного комплекса СТЭП-Ф только между начальными и последними днями месяца, в основном, для электронов с энергиями Ее 1.2 МэВ.

Эта ось, также как и ось ОУ КА, была попеременно направленной то в сторону поверхности Земли, то в противоположную сторону, т.е. вверх от поверхности Земли. Это означает, что если в какой-то произвольно взятый момент времени ti витка КА ось конуса приема прибора была направлена вверх от поверхности Земли, то через время t = ti±(Tв/2) ось блока детекторов Рис. 7.1. Временной ход спектральной плотности потока частиц канала регистрации электронов с энергиями Ее = 0.180.51 МэВ и протонов с энергиями Ер = 3.53.7 МэВ в период с 1 по 31 мая 2009 г. на одном и том же, 1-ом с начала суток витке орбиты спутника «КОРОНАС-Фотон».

СТЭП-ФД оказывалась направленной в сторону поверхности Земли, где Тв период обращения спутника в течение 1-го витка. В результате, на протяжении каждого витка прибор регистрировал потоки частиц, направленные как от поверхности Земли, так и летящие вертикально вниз к поверхности планеты.

Направленностью телесного угла обзора в плоскости ХY спутника обусловлена асимметрия и в регистрации фоновых потоков вне радиационных поясов и Бразильской магнитной аномалии. Исходя из значений зарегистрированных фоновых потоков в диапазонах энергий электронов Ее = 0.18–0.51 МэВ и Ее = 0.35–0.95 МэВ, можно полагать, что в рассматриваемый период прибор регистрировал потоки, направленные Рис. 7.2. Временной ход спектральной плотности потока частиц канала регистрации электронов с энергиями Ее = 0.350.95 МэВ в период с 1 по 31 мая 2009 г. на одном и том же, 1-ом с начала суток витке орбиты спутника «КОРОНАС-Фотон».

преимущественно от Земли в течение 5-й – 15–й минут с момента начала каждого витка, в течение же 52-й – 62-й минут прибор регистрировал потоки, направленные преимущественно к Земле. Ввиду непрерывного перемещения оси угла зрения телескопа, соответственно, прибор регистрировал потоки, направленные преимущественно вдоль поверхности Земли, в течение 29-й – 39-й и 75-й – 85-й минут с момента начал витков.

Последние 2 временных интервала указывают на более вероятную регистрацию захваченных и квазизахваченных электронов с большими питчуглами на малой высоте орбиты космического аппарата. Первые же 2 временных интервала говорят о более вероятной регистрации высыпающихся и квазизахваченных частиц. Подтверждением этому является регистрация более значительных и устойчивых потоков электронов внутреннего пояса в отдельные периоды 7-9 и 15 мая в северном полушарии ( 34-ая минута), чем в южном полушарии ( 62-я минута).

Рис. 7.3. Временной ход спектральной плотности потока электронов с энергиями Ее = 1.22.3 МэВ.

7.3. Эмпирические значения времен жизни электронов внешнего радиационного пояса Для изучения динамики потоков электронов внешнего радиационного пояса в энергетических диапазонах Ее = 0.18–0.51 МэВ, Ее = 0.35–0.95 МэВ и Ее = 1.2–2.3 МэВ были построены временные зависимости в области максимумов распределений числа частиц. К анализу динамики потоков частиц привлекались все 4 пересечения области внешнего пояса в течение 1-го витка по два на восходящем и нисходящем узлах орбиты спутника.

Кривые 1 и 2 на рисунках 7.4 и 7.5 относятся к пересечению спутником внешнего пояса в северном полушарии, 3 и 4 – в южном полушарии: кривые 1 и 4 отображают пересечение пояса на восходящем витке орбиты, 2 и 3 – на нисходящем витке. Штрихпунктирные прямые 5, 6, 7 и 8 – аппроксимации экспоненциальных уменьшений интенсивности в период с 17 по 24 мая, и восстановлений действительных значений потоков в период с 9 по 17 мая.

Оба рисунка показывают внезапное увеличение числа частиц 89 мая в более чем 10 раз – с (0.8 -3) • 102 до (2 -8) • 103 част/(cм2 • с •ср)-1 в области энергий электронов Ее = 0.18–0.51 МэВ, и с (0.6 -8) • 101 до (0.6 2) • 103 част/(cм2 • с •ср)-1 в области энергий электронов Ее = 0.350.95 МэВ, а также медленное падение их интенсивности вплоть до конца месяца. Кривая 1, отображающая поведение частиц, направленных преимущественно от земной поверхности, показывает заметно меньшее их число в обоих диапазонах энергий. Эти потоки являются сильно флуктуирующими, и подлежат отдельному анализу. Обращает на себя внимание регулярный характер спада интенсивности счета электронов в период с 17 по 24 мая (рис. 7.4); с 10 по 30 мая (рис. 7.5), который можно аппроксимировать экспоненциальной функцией.

Указанные промежутки времени обведены наклонными пунктирными овалами. Штрихпунктирные прямые 5, 6, 7 и 8, проведенные через экспериментальные точки постепенного возвращения к стационарному распределению частиц во внешнем поясе, отражают экспоненциальный спад интенсивности частиц, и могут быть аппроксимированы функцией

–  –  –

где - время жизни электронов в радиационном поясе [188].

Рис. 7.5 показывает существование двух составляющих во времени восстановления стационарного распределения потоков электронов внешнего пояса: 1 – в период с 10 по 16 мая, и 2 – в период с 17 по 30 мая. Как будет показано ниже, участок 1 относится к фазе восстановления слабой магнитной бури, и, соответственно, не может участвовать в оценке времени жизни электронов ввиду непрерывной подпитки все новым количеством частиц за счет механизмов ускорения во время распада кольцевого тока.

Рис. 7.4. Временной ход спектральной плотности потока частиц канала регистрации электронов с энергиями Ее = 0.18-0.51 МэВ и протонов с энергиями Ер = 3.5-3.7 МэВ в период с 1 по 31 мая 2009 г. на одном и том же, 1-ом с начала суток витке орбиты спутника «КОРОНАСФотон» для 4-х прохождений внешнего радиационного пояса Земли в максимуме интенсивности частиц для каждого витка орбиты КА. Пояснения кривых даны в тексте.

Эмпирическое время жизни электронов с энергиями Ее = 0.35–0.95 МэВ можно определить по кривым 2, 3 и 4 рис. 7.5. Его значение, с учетом формулы (7.1) оказалось приблизительно одинаковым для всех трех прохождений внешнего пояса и составило 2 4.4±0.9 дня.

Рис. 7.5. Временной ход спектральной плотности потока частиц электронов с энергиями Ее = 0.350.95 МэВ в период с 1 по 31 мая 2009 г. на одном и том же, 1-ом с начала суток витке орбиты спутника «КОРОНАСФотон» для 4-х прохождений внешнего радиационного пояса Земли в максимуме интенсивности частиц для каждого витка орбиты КА.

Для канала регистрации электронов с энергиями Ее = 0.18–0.51 МэВ и протонов с энергиями Ер = 3.5–3.7 МэВ (рис. 7.4) действительные потоки в период с 8 по 19 мая на пересечениях пояса 2, 3 и 4 неизвестны в связи с ограниченными возможностями прибора по регистрации больших темпов счета. И если бы не было следующего повышения числа частиц в период с 23 по 29 мая, то потоки вернулись бы к уровню фоновых колебаний захваченных электронов, которые наблюдались в период с 2 по 7 мая.

Продолжение этих прямых аппроксимации с учетом анализа рис. 7.5 в сторону начала резкого повышения 8 мая указывает на возможность восстановления максимальных плотностей потоков, значения которых составило Itot (2.5-3.8) • 103 электронов/(см2 • с • ср). Оценки времени жизни для электронов внешнего пояса с энергиями Ее = 0.18–0.51 МэВ дают значение 2 4.1±1.1 дня, которое практически совпадает с таким же значением для электронов с энергиями Ee 1 МэВ.

На рис. 7.6 изображен сравнительный временной ход спектральной плотности потоков электронов в 3-х энергетических диапазонах во внешнем радиационном поясе в максимумах его потоков при пересечении спутником пояса в северном полушарии на нисходящем витке орбиты (рис. 7.6,1); на нисходящем и восходящем витках орбиты в южном полушарии (рисунки 7.6,2 и 7.6,3). Отчетливо виден регулярный характер спада потоков электронов от самых малых энергий до релятивистских с Ее 2.3 МэВ, который можно аппроксимировать экспоненциальной функцией. Скорость спада интенсивности частиц практически одинакова для всех энергий, за исключением случая пересечения пояса в северном полушарии (рис. 7.6,1), где просматривается тенденция уменьшения времени жизни с увеличением энергии частиц. Наиболее отчетливо эта тенденция видна для периода с 24 по 29 мая.

Разные времена жизни для электронов больших энергий связаны с вращением конуса приема прибора СТЭ-ПФ относительно оси OZ спутника и регистрацией в связи с этим популяций частиц с разными питч-углами.

Во время пересечения внешнего пояса в северном полушарии на 2932 минутах конус приема проворачивался от направления со стороны поверхности Земли к плоскости, параллельной ее поверхности в данный момент времени, регистрируя высыпающиеся и квазизахваченные частицы.

Из данного рассмотрения следует вывод, что существует зависимость времени жизни электронов с фиксированными энергиями от распределения векторов скоростей по отношению к направлению магнитного поля Земли.

Рис.7.6. Временной ход спектральной плотности потоков электронов в 3-х энергетических диапазонах во внешнем радиационном поясе в максимумах его потоков при пересечении спутником пояса в северном (1) и южном (2.3) полушариях; а – канал регистрации электронов с энергиями Ее = 0.180.51 МэВ и протонов с энергиями Ер = 3.53.7 МэВ; б и в каналы регистрации электронов с энергиями Ее = 0.350.95 МэВ и Ее = 1.22.3 МэВ, соответственно.

Иными словами, соотношение числа захваченных и высыпающихся электронов непрерывно меняется на фазе восстановления стационарного распределения внешнего радиационного пояса Земли.

–  –  –

Как видно из рис. 7.1, потоки электронов внутреннего радиационного пояса вне области Бразильской магнитной аномалии, заметно превышающие фоновые уровни, в рассматриваемый период регистрировались прибором СТЭП-Ф в отдельные дни: 7-10, 15-16 и 24 мая. Распределение спектральной плотности потоков электронов в диапазоне энергий Ее = 0.350.95 МэВ по дрейфовым L-оболочкам в течение всего месяца (рис. 7.7) и в периоды 710, 1518 мая (рис. 7.8) на нисходящем витке орбиты спутника в северном полушарии показали быстрое уменьшение ускоренных 7 и 15 мая пучков частиц на L 2.5. Рис. 7.8 демонстрирует также типичное соотношение плотностей потоков во внутреннем и внешнем радиационных поясах на высоте 600 км Jвнеш/Jвнутр, которое составило величину Jвнеш/Jвнутр (0.4-1) • 102 для 7 и 15-17 мая, и (2-4) • 103 для периодов возмущенного внешнего пояса, после 9 мая. Отличительной особенностью динамики потоков электронов явилось то, что быстрая инжекция и распад популяции частиц во внутреннем радиационном поясе предшествовали на 1.5-2 дня ускорительным процессам и медленному распаду внешнего пояса для обоих периодов – 7-9 и 15-18 мая.

Рис. 7.9 демонстрирует динамику плотности потока электронов внутреннего радиационного пояса в максимуме темпа счета в северном полушарии в обоих диапазонах энергий. Заметен регулярный характер спада интенсивности после 8 и 17 мая для низших энергий, и после 8 мая для субрелятивистских энергий, который можно аппроксимировать экспоненциальной функцией. Эмпирическое значение времени жизни электронов внутреннего пояса для этих трех временных участков составило 1.5±0.8 дня. Разброс в 0.8 дня связан с разными значениями на указанных временных участках. Т.е., соотношение времен жизни электронов внешнего и внутреннего поясов в мае 2009 г. составило 3.

Рис. 7.7. Распределение спектральной плотности потоков электронов в диапазоне энергий Ее = 0.350.95 МэВ по дрейфовым L-оболочкам для одного (1-го с начала текущих суток) из 15 ежесуточных витков орбиты КА на нисходящем витке в северном полушарии в период с 1 по 31 мая 2009 г.

Еще одной особенностью в распределении потоков электронов по L-оболочкам в разные дни первой половины мая 2009 г. было уменьшение в 6 раз на L 4.5 и увеличение в 15 раз на L 6.5 потоков частиц 8 мая, в сравнении с профилем потоков электронов по L–оболочкам, как показывает рис. 7.8. «Обратной» радиальной диффузией внешнего пояса эту особенность нельзя трактовать, поскольку внутренние границы внешнего радиационного пояса совпадают в рассматриваемый период с 7 по 10 мая.

Рис. 7.8. Распределение спектральной плотности потоков электронов в диапазоне энергий Ее = 0.350.95 МэВ по дрейфовым L-оболочкам для 1-го с начала текущих суток из 15 ежесуточных витков орбиты КА на нисходящем витке в северном полушарии для периодов с 7 по 10, и с 15 по 18 мая.

7.5. Вариации потоков электронов во внешних слоях магнитосферы Период времени, предшествующий и совпадающий с началом повышений потоков во внутреннем и внешнем радиационных поясах в первой половине Рис.

7.9. Динамика плотности потоков частиц во внутреннем радиационном поясе в максимуме темпа счетов в северном полушарии в канале регистрации электронов с энергиями Ее = 0.180.51 МэВ и протонов с энергиями Ер = 3.53.7 МэВ; и в канале регистрации электронов с энергиями Ее = 0.350.95 МэВ мая, был проанализирован более детально. Пятого мая было обнаружено повышение интенсивности частиц в десятки раз во временном интервале между двумя соседними прохождениями спутником внешнего радиационного пояса в южном полушарии (рис. 7.10). Подобное повышение потоков по абсолютной величине в течение месяца повторялось, однако одновременно с ростом числа электронов в максимуме развития внешнего пояса. Практически же полное заполнение временного промежутка между двумя прохождениями на L 7.5 в самом низкоэнергетическом окне было единственным в рассматриваемый период.

Для поиска источника генерации повышенного числа частиц была построена временная зависимость отношений потоков в области временного зазора между двумя прохождениями внешнего пояса в южном полушарии на Рис. 7.10. Профили интенсивности частиц во время прохождений спутником одного и того же 96-минутного витка в период с 5 по 8 мая для канала регистрации электронов с энергиями Ее = 0.180.51 МэВ и протонов с энергиями Ер = 3.53.7 МэВ.

L 7.5 к потокам в максимумах значений соседнего прохождения внешнего пояса на 65-70 минутах витков (рис. 7.11а).

На рис. 7.11 представлен временной ход интенсивности электронов в 2-х энергетических диапазонах в межпланетном пространстве вблизи магнитосферы Земли по данным эксперимента COSTEP/SOHO (б, в), параметров солнечного ветра отношений скоростей Vx /V (г), средней скорости (д) и плотности (е) по данным аппаратуры спутников ACE и SOHO в период с 2 по 8 мая в сравнении с временным ходом отношений темпов счета числа частиц во временном промежутке между двумя пересечениями внешнего радиационного пояса в южном полушарии на L 7.5 и в максимуме внешнего пояса по данным прибора СТЭП-Ф для канала регистрации электронов с энергиями Ее = 0.180.51 МэВ и протонов с энергиями Ер = 3.53.7 МэВ, и канала регистрации электронов с энергиями Ее = 0.350.95 МэВ (а).

Рис. 7.11. Временной ход параметров космической погоды в период с 2 по 8 мая 2009 г. Пояснения представлены в тексте.

Из рис.7.11 видно, что 5 мая интенсивности частиц в максимуме пояса и в области между прохождениями пояса были одинаковыми для низкоэнергетических электронов. Следует отметить, что в этот день потоки частиц в обоих радиационных поясах носили спокойный характер.

Одним из возможных источников повышенных потоков частиц во внешних слоях магнитосферы могли быть потоки электронов низких и субрелятивистских энергий в межпланетном пространстве [41,42].

Аппаратура EPHIN прибора COSTEP, установленная на спутнике солнечного патруля SOHO, зарегистрировала 5 мая увеличение потоков электронов в диапазоне энергий Ее = 0.250.7 МэВ в 1020 раз, и в диапазоне энергий Ее = 0.673.0 МэВ – в 34 раза. Увеличение потоков электронов произошло во временном интервале между 8 и 12 часами мирового времени UT (рис. 7.11б,в). Такое же повышение потоков было надежно зафиксировано на спутнике STEREO Ahead, в то время как на его двойнике STEREO Behind аппаратура IMPACT не зафиксировала измерений потоков электронов, что подтверждает направленное распространение электронов вдоль Паркеровских спиралей по направлению к Земле как результат одной из вспышек на Солнце. На протяжении всего оставшегося периода до конца месяца других повышений потоков электронов и протонов в межпланетном пространстве не было зафиксировано.

С другой стороны, прибором СТЭП-Ф повышение потоков электронов на L 7.5 было зарегистрировано в короткий промежуток времени от 1 ч 28 мин UT до 1 ч 35 мин UT, т.е. за 7-8 часов до прихода электронов межпланетного происхождения к границам магнитосферы Земли. Анализ же потоков на других витках орбиты КА «КОРОНАС-Фотон» в течение 5 мая с L 10 не показал даже незначительных повышений потоков электронов. Последнее обстоятельство указывает на то, что электроны солнечного или межпланетного происхождения, зафиксированные приборными комплексами COSTEP/SOHO и IMPACT/STEREO Ahead, не послужили источником пополнения магнитосферных электронов 5 мая.

Привлечение данных о параметрах солнечного ветра со спутников АСЕ и SOHO (рис. 7.11г,д,е) показало, что увеличению скорости 6 мая от 350 км/с до 450 км/с, и плотности ветра на исходе 5 мая от 3 част/см3 до 14 част/см3 по данным протонного монитора эксперимента CELIAS/MTOF/PM предшествовало увеличение разброса отношений компонент скорости ветра к ее средней величине, в частности Vх/V.

Различного типа нерегулярности, в том числе и волны разной природы в высокоскоростных потоках солнечного ветра исследуются на протяжении многих лет. Например, на спутниках миссии STEREO были обнаружены и исследованы сильные узкополосные ионно-циклотронные волны в солнечном ветре вблизи орбиты Земли, появляющиеся чаще в тех случаях, когда межпланетное магнитное поле имеет вытянутую радиальную структуру, чем известную Паркеровскую спираль [189]. Эти волны с большей вероятностью рождаются вблизи Солнца и переносятся сверхальвеновским солнечным ветром. Флуктуации турбулентности магнитного поля в солнечном ветре имеют неодинаковые скорости распространения в различных направлениях, как показали недавно коррелированные исследования спектральных флуктуаций межпланетного магнитного поля на 4-х спутниках миссии Cluster [190]. Было экспериментально обнаружено, что волны турбулентности, движущиеся перпендикулярно магнитному полю, имеют большую мощность, чем волны, направленные в сторону вектора межпланетного магнитного поля.

Коэффициент анизотропии составляет около 1.6.

Обнаруженное явление может означать, что в случае нерадиальной по отношению к Солнцу направленности межпланетного поля вблизи магнитопаузы Земли следует ожидать сначала прихода волн турбулентности поля, и только с некотором запозданием – плотности, а затем и скорости солнечного ветра. Эти волны, проникнув вглубь магнитосферы Земли, могут взаимодействовать с частицами внешней оболочки внешнего радиационного пояса, и изменять их питч-угловое распределение. В результате частицы могут рассеяться в конус потерь, а волны потерять свою мощность на внешних границах внешнего радиационного пояса.

7.6. Особенности вариаций потоков электронов на разных стадиях геомагнитной возмущенности На рис. 7.12 изображен временной ход основных параметров, характеризующих геофизическую обстановку в первой половине мая 2009 г.:

полярного АА-индекса, среднеширотного Кр-индекса, экваториального Dstиндекса, скорости и плотности солнечного ветра по данным протонного монитора CELIAS/MTOF/PM, установленного на спутнике SOHO. Здесь же приведены данные о потоках электронов с энергиями более Ее 2 МэВ и протонов с энергиями Ер = 0.8-4.0 МэВ на геостационарной орбите, измеренные на космическом аппарате GOES-11. Потоки частиц во внешних слоях магнитосферы измерялись одновременно тремя спутниками серии GOES-10,11 и 12, однако общий характер временного хода интенсивности частиц в целом повторялся, поэтому на рис. 7.12е,ж приведены результаты измерений только с одного спутника.

Панели а, б и в рис. 7.12 показывают, что в период с 6 по 14 мая произошла слабая магнитная буря с Dst 30 нТл, главная фаза которой наступила 8 мая в 6-9 часов UТ. В этот же промежуток времени значения АА и Криндексов были максимальными. Начальная фаза бури была зафиксирована в начале суток 6 мая и, скорее всего, не имела выраженного внезапного импульса:

резкое повышение плотности солнечного ветра, увеличение значения Dstиндекса произошли в 0-2 часов UT 6 мая. Локальное же повышение значений индексов магнитного поля Земли в начальной фазе развития бури, совпавшее с максимальным градиентом роста скорости солнечного ветра, наблюдалось на рубеже 6 и 7 мая. Именно 7 мая, до наступления главной фазы магнитной бури, наблюдалось увеличение потоков электронов во внутреннем радиационном поясе Земли. При этом в максимуме внешнего

Рис. 7.12. Геофизическая обстановка в первой половине мая:

а ААиндекс; б – Кр–индекс; в – Dstиндекс; плотность (г) и скорость (д) солнечного ветра по данным протонного монитора эксперимента CELIAS/MTOF/PM/SOHO; потоки электронов с энергиями Ee 2 МэВ (е) и протонов с энергиями Ер = 0.84.0 МэВ (ж) на геостационарной орбите по данным аппаратуры спутника GOES11.

пояса изменений потоков в начальной фазе развития магнитной бури не наблюдалось. Можно предположить, что неоднородности солнечного ветра, передавшиеся и трансформированные в магнитосфере Земли, воздействуют непосредственно на поведение частиц во внутреннем поясе более эффективно, чем во внешнем поясе.

Второе повышение потоков электронов во внутреннем поясе 15 мая также ассоциируется с кратковременным повышением скорости солнечного ветра, увеличением значений АА и Криндексов, и только подтверждает ранее сделанное предположение. Магнитная же буря в эти дни (1416 мая) была очень слабой и едва заметной.

Наступление главной фазы магнитной бури 8 мая совпало с резким и значительным, более чем в 10 раз, увеличением интенсивности электронов во внешнем радиационном поясе в 2-х энергетических диапазонах по данным прибора СТЭПФ в сравнении с предшествующими днями 5-7 мая, а также с увеличением потоков электронов с Ее 2 МэВ на геостационарной орбите по данным КА серии GOES [191]. Как уже указывалось, увеличение интенсивности по данным прибора СТЭП-Ф произошло не на Lоболочке, отвечающей максимуму в распределении частиц за сутки до главной фазы магнитной бури, а на L 6.5. Более того, на L 4.5 произошло уменьшение числа частиц во время главной фазы магнитной бури, как показывает рис. 7.8 (верхняя панель). Рис. 7.6 (панели 1,2) также показывает уменьшение интенсивности электронов с энергиями Ее = 1.22.3 МэВ 8 мая даже в максимуме распределений их числа независимо от смещения по Lоболочке.

Такое поведение частиц во время наступления главной фазы магнитной бури было отмечено и ранее. Например, на японском спутнике Akebono, имевшем сильно вытянутую эллиптическую орбиту, с помощью монитора RDM было зарегистрировано значительное уменьшение числа электронов в диапазонах энергий Ее = 0.30.95 МэВ и Ее = 0.952.5 МэВ [192]. Это уменьшение, как и почти полное исчезновение потоков электронов с энергиями Ее 2.5 МэВ, наблюдалось во внешнем радиационном поясе Земли во время наступления главной фазы магнитной бури с Dst = 116 нТл 4 ноября 1993 г.

Рис. 7.12е демонстрирует наличие повышенных потоков электронов на геостационарной орбите на протяжении всей фазы восстановления магнитной бури, до конца 14 мая. Почти такую же неизменность усиленных потоков показал и прибор СТЭП-Ф в тот же самый временной интервал (рис. 7.4). И только начиная с 16-17 мая на КА «КОРОНАСФотон» начали фиксироваться понижения потоков электронов внешнего пояса в максимумах их значений. Таким образом, наблюдалась не только хорошая повторяемость трендов, полученных со спутников серии GOES и с прибора СТЭП-Ф на борту космического комплекса «КОРОНАС-Фотон», но и заметна связь динамики частиц во внешнем поясе с фазой восстановления магнитной бури, определяемой по кривой восстановления Dstиндекса (рис. 7.12в), в большей степени, чем с параметрами солнечного ветра, в частности, с его скоростью (рис. 7.12д).

На рис. 7.12ж виден суточный ход потоков протонов на геостационарной орбите с энергиями, включающими в себя диапазон регистрации протонов прибором СТЭП-Ф: Ер = 3.53.7 МэВ. Видно, что только в момент главной фазы развития магнитной бури наблюдались кратковременные повышения интенсивности протонов. В то же время канал регистрации электронов с энергиями Ее = 0.180.51 МэВ и протонов с энергиями Ер = 3.

53.7 МєВ зафиксировал повышение потоков в десятки раз в течение гораздо более длительного времени, с 8 по 15 мая. Можно констатировать, что этот канал отражает поведение электронов низких энергий, а относительный вклад числа протонов в узком энергетическом окне Ер = 3.5-3.7 МэВ пренебрежимо мал. Возможными источниками повышений потоков электронов в обоих поясах на разных фазах магнитных бурь – слабой 8 мая, и очень слабой 15 мая, может быть усиление процессов взаимодействий типа волна-частица в связи с генерацией и усилением интенсивности волн различного типа, в частности ОНЧ электромагнитных волн [193195].

Заключение к разделу 7

Временной ход плотности потока электронов в период с 1 по 31 мая 2009 г.

по данным прибора СТЭП-Ф показал увеличение потоков частиц в диапазонах энергий Ее = 0.18–0.51 МэВ и Ее = 0.35–0.95 МэВ, и их продолжительное существование во внешнем поясе в период с 7 по 15 мая.

Зарегистрированы быстро изменяющиеся потоки во внутреннем поясе в периоды 7-10 и 15-16 и 24 мая в низкоэнергетическом диапазоне энергий;

наблюдалась асимметрия в значениях потоков во внешнем поясе в южном и северном полушариях на протяжении каждого витка.

Сравнительное рассмотрение направленности телесного угла обзора прибора в каждый момент времени и значений зарегистрированных фоновых потоков в диапазонах энергий электронов Ее = 0.18–0.51 МэВ и Ее = 0.350.95 МэВ позволили сделать вывод, что прибор регистрировал потоки, направленные от Земли в течение 5-й–15–й минут с момента начала каждого витка. В течение 52-й–62-й минут прибор регистрировал потоки, направленные к Земле. Ввиду непрерывного перемещения оси угла зрения телескопа прибор, соответственно, регистрировал потоки, направленные преимущественно вдоль поверхности Земли, в течение 29-й – 39-й и 75-й – 85-й минут с момента начал витков.

Зарегистрирован регулярный характер спада интенсивности счета электронов в области максимумов их распределений при пересечении внешнего радиационного пояса в период с 17 по 24 мая 2009 г. Характер спада аппроксимирован функцией J = K • exp (-t/), где время жизни электронов в радиационном поясе. Эмпирическое время жизни электронов с энергиями Ее = 0.35–0.95 МэВ для трех прохождений внешнего пояса составило 2 4.4±0.9 дня. Время жизни электронов внешнего пояса с энергиями Ее = 0.180.51 МэВ 2 4.1±1.1 дня. Обнаружена тенденция уменьшения времени жизни с увеличением энергии частиц при пересечении космическим аппаратом пояса в северном полушарии.

Обнаружена отличительная особенность динамики потоков электронов внутреннего пояса, заключающаяся в том, что быстрая инжекция и распад популяции частиц во внутреннем радиационном поясе предшествовали на 1.5-2 дня ускорительным процессам и медленному распаду внешнего пояса для обоих периодов – 7-9 и 15-18 мая. Динамика плотности потока электронов внутреннего радиационного пояса в максимуме темпа счета в северном полушарии показала регулярный характер спада интенсивности после 8 и 17 мая для низших энергий, и после 8 мая для субрелятивистских энергий. Эмпирическое время жизни электронов внутреннего пояса для указанных трех временных участков составило 1.5±0.8 дня. Таким образом, соотношение времен жизни электронов внешнего и внутреннего поясов в мае 2009 г. составило 3.

Прибором СТЭП-Ф 5-го мая зарегистрирована одинаковая интенсивность электронов низкоэнергетичных электронов в максимуме внешнего пояса и в области зазора между поясами. В этот же день потоки электронов в межпланетном пространстве возросли в диапазоне энергий Ее = 0.25-0.7 МэВ в 1020 раз, и в диапазоне энергий Ее = 0.67-3.0 МэВ – в 34 раза по данным аппаратуры спутника SOHO. Такое же повышение потоков было зафиксировано на спутнике STEREO Ahead, в то время как на его двойнике STEREO Behind аппаратура IMPACT не зафиксировала измерений потоков электронов, что подтвердило направленное распространение электронов вдоль Паркеровских спиралей по направлению к Земле как результат одной из вспышек на Солнце. Увеличению скорости 6 мая и плотности солнечного ветра на исходе 5 мая по данным протонного монитора эксперимента CELIAS/MTOF/PM предшествовало увеличение разброса отношений компонент скорости ветра к ее средней величине, в частности Vх/V. Разброс параметра Vх/V отразил наличие флуктуаций турбулентности магнитного поля в солнечном ветре, которые имеют неодинаковые скорости распространения в различных направлениях.

Указанная особенность позволила постулировть, что, в случае нерадиальной по отношению к Солнцу направленности межпланетного поля вблизи магнитопаузы Земли следует ожидать сначала прихода волн турбулентности поля, и только с некотором запозданием – плотности, а затем и скорости солнечного ветра. Эти волны, проникнув вглубь магнитосферы Земли, взаимодействуют с частицами внешней оболочки внешнего радиационного пояса, и изменять их питч-угловое распределение. В результате частицы могут рассеяться в конус потерь, а волны потерять свою мощность на внешних границах внешнего радиационного пояса.

Таким образом, прибором СТЭП-Ф было подтверждено проникновение солнечных космических лучей во внешние слои магнитосферы Земли и объяснена причина повышения потоков электронов на L 7.5 за 7-8 часов до прихода электронов межпланетного происхождения к границам магнитосферы Земли.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 9 |

Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ С.А. ЕСЕНИНА А.К.МУРТАЗОВ ENGLISH – RUSSIAN ASTRONOMICAL DICTIONARY About 9.000 terms АНГЛО-РУССКИЙ АСТРОНОМИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ Около 9 000 терминов РЯЗАНЬ-2010 Рецензенты: доктор физико-математических наук, профессор МГУ А.С. Расторгуев доктор филологических наук, профессор МГУ Л.А. Манерко А.К. Муртазов Русско-английский астрономический словарь. – Рязань.: 2010, 180 с. Словарь является переизданием...»

«Annotation Эта книга о человеке, чья жизнь удивительно созвучна нашему времени. Вся деятельность Николая Егоровича Жуковского, протекавшая на пограничной полосе между наукой и техникой, была направлена на укрепление их взаимосвязи, на взаимное обогащение теории и практики. Широко известно почетное имя «отца русской авиации», которое снискал ученый. Известен и декрет Совнаркома, которым Владимир Ильич Ленин отметил научную и...»

«Валерий Болотов Тур Саранжав Великие астрономы Великие открытия Великие монголы Монастыри Владивосток Б 96 Б 180(03)-2007 Болотов В.П. Саранжав Т.Т. Великие астрономы. Великие открытия. Великие монголы. Монастыри Владивосток. 2012, 200 с. Данная книга является продолжением авторов книги Наглядная астрономия: диалог и методы в системе «Вектор». В данной же книги через написания кратких экскурсах к биографиям древних астрономов и персон имеющих отношения к ним, а также событий, последующих в их...»

«ИЗВЕСТНЫЕ ИМЕНА: АСТРОНОМЫ, ГЕОДЕЗИСТЫ, ТОПОГРАФЫ, КАРТОГРАФЫ АСАРА Фелис де (1746-1811), испанский топограф, натуралист. В 1781-1801 вел первые комплексные исследования зал. Ла-Плата, бассейнов рек Парана и Парагвай. БАЙЕР Иоганн Якоб (1794-1885), немецкий геодезист, иностранный членкорреспондент Петербургской АН (1858). Труды по градусным измерениям. БАНАХЕВИЧ Тадеуш (1882-1954), польский астроном, геодезист и математик. Труды по небесной механике. Создал (1925) и развил т. н. краковианское...»

«Глава 9. Следующие технологические революции 9.1. Содержание следующей технологической революции Использование базы данных SCImago Journal & Country Rank (SJR) позволяет получить определенные выводы и о направлениях научных исследований в мире. Так, в табл. 9.1 приведено распределение направлений исследований в составе 50 журналов, имеющих наиболее высокий научный рейтинг302, а также тематики публикаций согласно реферативной базе Scopus (см. рис. 1.11). Таблица 9.1. Направленность научных...»

«Прогресс рентгеновских методов анализа Д.т.н. А.Г. Ревенко, председатель Комиссии по рентгеновским методам анализа НСАХ РАН, заведующий Аналитическим центром Института земной коры СО РАН, г. Иркутск Доклад на 31 Годичной сессии Научного совета РАН по аналитической химии (Звенигород, 13 ноября 2006 г.) Комментарий к презентации Области применения рентгеновских лучей Использование в медицине (диагностика и терапия, томография) 1. Рентгеноструктурный анализ 2. Рентгеновская дефектоскопия 3....»

«Приложение 2 к приказу Департамента образования города Москвы от «» 2015г. № СОСТАВ предметных оргкомитетов, жюри и методических комиссий Московской олимпиады школьников в 2015/2016 учебном году 1. Предметные оргкомитеты Астрономия Председатель оргкомитета Научный сотрудник Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего Подорванюк Николай образования «Московский Юрьевич государственный университет имени М.В. Ломоносова» (далее – МГУ имени М.В. Ломоносова) (по...»

«От начала и до конца времен 250 основных вех в истории космоса и астрономии Jim Bell The Space BOOK From the Beginning to the End of Time, От начала и до конца времен 250 Milestones in the History of Space & Astronomy 250 основных вех в истории космоса и астрономии Перевод с английского доктора физ.-мат. наук М. А. Смондырева Москва БИНОМ. Лаборатория знаний Моим многочисленным учителям и наставникам за их терпение, мудрость и настойчивые объяснения, что мы должны учитьУДК 52 ББК 22.6г ся на...»

«Annotation Проблема астероидно-кометной опасности, т. е. угрозы столкновения Земли с малыми телами Солнечной системы, осознается в наши дни как комплексная глобальная проблема, стоящая перед человечеством. В этой коллективной монографии впервые обобщены данные по всем аспектам проблемы. Рассмотрены современные представления о свойствах малых тел Солнечной системы и эволюции их ансамбля, проблемы обнаружения и мониторинга...»

«АВТОБИОГРАФИЯ Я, Чхетиани Отто Гурамович, родился в 1962 году в г.Тбилиси, где и закончил физико-математическую школу им.И.Н.Векуа №42. В 1980 г. поступил на отделение астрономии физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова, которое и закончил выпускником кафедры астрофизики в 1986 году. Курсовую работу, посвящённую влиянию аккреции на эволюцию вращающихся компактных объектов, выполнял под руководством Б.В.Комберга (ИКИ АН СССР). В дипломе, выполненном под руководством С.И.Блинникова (ИТЭФ),...»

«РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. С.А. ЕСЕНИНА БИБЛИОТЕКА ПРОФЕССОР АСТРОНОМИИ КУРЫШЕВ В.И. (1913 1996) Биобиблиографический указатель Составитель: заместитель директора библиотеки РГПУ Смирнова Г.Я. РЯЗАНЬ, 2002 ОТ СОСТАВИТЕЛЯ: Биобиблиографический указатель посвящен одному из замечательных педагогов и ученых Рязанского педагогического университета им. С.А. Есенина доктору технических наук, профессору Курышеву В.И. Указатель включает обзорную статью о жизни и...»

«· М.В.Сажии МЕНнАЯ I QЛОГИЯ I ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИтут ИМ. П.КШ1ЕРНБЕРГ А М.В.Сажин СОВРЕМЕННАЯ КОСМОЛОГИЯ в популярном uзло:ж:енuu Москва. УРСС ББК 22.632 Настоящее издание осуществлено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (nроект N.! 02-02-30026) Сажин Михаил Васильевич Совремеииая космология в популяриом изложеиии. М.: Едиториал УРСС, с. 2002. 240 ISBN 5-354-00012-2 в книге представлены достижения космологии за последние несколь­ ко...»

«АСТ РО Н ОМ И Ч Е СКО Е О Б Щ Е СТ ВО Космические факторы эволюции биосферы и геосферы Междисциплинарный коллоквиум МОСКВА 21–23 мая 2014 года СБОРНИК СТАТЕЙ Санкт-Петербург Сборник содержит доклады, представленные на коллоквиуме, состоявшемся 21–23 мая 2014 года в помещении Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга. Тематика докладов посвящена рассмотрению основных этапов эволюции Солнца и звезд, а также влиянию Солнца на процессы на Земле. Оргкомитет коллоквиума:...»

«П. Г. Куликовский СПРАВОЧНИК + ЛЮБИТЕЛЯ + АСТРОНОМИИ Под редакцией В. Г. Сурдина Издание пятое, переработанное и полностью обновленное УРСС Москва • 2002 Б Б К 22.3я2, 22.39*, 22. Настоящее издание осуществлено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 98-02-30047) Куликовский Петр Григорьевич Справочник любителя астрономии / Под ред. В. Г. Сурдина. Изд. 5-е, перераб. и полн. обновл. М.: Эдиториал УРСС, 2002. — 688 с. ISBN 5 8 3 6 0 0 3 0 3 В справочнике...»

«1. Цели и задачи освоения дисциплины Цели: Цели освоения дисциплины «Современные проблемы оптики» состоят в формировании у аспирантов углубленных теоретических знаний в области оптики, представлений о современных актуальных проблемах и методах их решения в области современной оптики, а также умения самостоятельно ставить научные проблемы и находить нестандартные методы их решения.Задачи: 1. Углубленное изучение теоретических вопросов физической оптики в соответствии с требованиями ФГОС ВО...»

«Фе дера льное гос ударс твенное бюджетное учреж дение науки ИнстИтут космИческИх ИсследованИй РоссИйской академИИ наук (ИКИ РАН) ВАсИлИй ИВАНоВИч Мороз Победы и Поражения Рассказы дРузей, коллег, учеников и его самого МосКВА УДК 52(024) ISBN 978-5-00015-001ББК В 60д В Василий Иванович Мороз. Победы и поражения. Рассказы друзей, коллег, учеников и его самого Книга посвящена известному учёному, выдающемуся исследователю планет наземными и  космическими средствами, основоположнику отечественной...»

«Анатомия кризисов/ А.Д. Арманд, Д.И. Люри, В.В. Жерихин и др. М.: Наука, 1999. 238 с. Глава I. КРИЗИСЫ В ЭВОЛЮЦИИ ЗВЕЗД Лишь солнце своим сияющим светом дарит жизнь надпись на храме Дианы в Эфесе Взгляд в просторы Космоса ежегодно, ежемесячно, чуть ли не ежедневно приносит информацию о происходящих изменениях. Среди них заметное место занимают события, имеющие ярко выраженный кризисный, даже катастрофический характер: вспышки и угасания, взрывы сверхновых звезд. Еще больше, чем прямое...»

«Бюллетень новых поступлений в библиотеку за 2 квартал 2015 года Физико-математические науки Перельман, Яков Исидорович. 1 экз. Занимательная астрономия. М. : ТЕРРА-TERRA : Книжный Клуб Книговек, 2015. 286, [2] c. : ил. ISBN 978-5-4224-0932-7 : 150.00. Перельман, Яков Исидорович. 1 экз. Занимательная геометрия. М. : ТЕРРА-TERRA : Книжный Клуб Книговек, 2015. 382, [2] c. : ил. ISBN 978-5-275-0930-3 : 170.00. Перельман, Яков Исидорович. 1 экз. Занимательные задачи и опыты. М. : ТЕРРА-TERRA :...»

«Chaos and Correlation International Journal, March 26, 2009 Астросоциотипология Astrosociotypology Луценко Евгений Вениаминович Lutsenko Evgeny Veniaminovich д. э. н., к. т. н., профессор Dr. Sci. Econ., Cand. Tech. Sci., professor Кубанский государственный аграрный Kuban State Agrarian University, Krasnodar, университет, Краснодар, Россия Russia Трунев А.П. – к. ф.-м. н., Ph.D. Alexander Trunev, Ph.D. Директор, A&E Trounev IT Consulting, Торонто, Канада Director, A&E Trounev IT Consulting,...»

«Физика планет Метеориты Шевченко В.Г. Кафедра астрономии Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина Метеориты – тела космического происхождения, упавшие на поверхность Земли или других космических тел. Тела, оставляющие след и сгорающие в атмосфере принято называть метеорами. Метеоры, оставляющие яркий след в атмосфере и имеющие визуальную зв. величину ярче -3, называют болидами. При падении метеорита часто образовывается кратер (астроблема). Размер кратера зависит от массы...»








 
2016 www.nauka.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Книги, издания, публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.