Введение к работе
Актуальность темы.
Одной из основных проблем космической физики является исследование космических лучей (КЛ), их распространения в гелиосфере. Такие исследования имеют важное прикладное значение. КЛ воздействуют на конструкции космических аппаратов (КА), материалы, электронику, радиосвязь, экипажи. Для продолжительных полетов в космосе существенен поток галактических космических лучей (ГКЛ) как непрерывный фактор воздействия на люден и приборы Поток КЛ оказывает влияние также на атмосферу и биосферу Земли С этой точки зрения, большое значение имеет изучение связи между вариациями потока КЛ и циклом солнечной активности (СЛ), а также механизмов распространения КЛ в межпланетной среде.
Заряженные частицы КЛ распространяются в межпланетной среде вдоль силовых линий межпланетного магнитного поля (ММП), которое, в свою очередь, «вморожено» в плазму солнечного ветра (СВ). Таким образом, анализ временных профилей потоков КЛ, регистрируемых-в межпланетной среде вне магнитосферы, изучение его модуляций является одним из (а иногда и единственным) методом получения информации о неоднородностях в ММП и СВ, в том числе и в тех местах, где прямые измерения ММП недоступны
Обычно, идентификация возмущений в межпланетной среде производится по наблюдениям изменений параметров СВ и вектора ММП Пели измерение этих параметров ведется только в одной точке пространства, то судить о топологии возмущений трудно, так как необходимо производить измерения п
нескольких іо'іклм нростраіюпа С этом точки зрения хорошим методом диагностики является изучение потоков КЛ низких энергий - солнечных космических лучей (СКЛ) как наиболее чувствительных к наличию неоднородностей в ММП.
Методика, используемого в работе анализа, включает три направления: исследование распространения СКЛ, модуляции ГКЛ и причинных связей между СА, потоками СКЛ и ГКЛ. Такой комплексный анализ при высокой чувствительности частиц малой энергии к магнитным полям дает информацию о ММП и плазме СВ Связи с источниками потока СКЛ на Солнце распространяет диагностический метод на анализ СА.
В настоящее время накоплен большой объем данных о потоках СКЛ в межпланетном пространстве. Как уже подчеркивалось выше, особый интерес представляет анализ временных профилей интенсивности и выявление закономерностей в распространении СКЛ низких энергий как наиболее чувствительных к процессам, происходящим в межпланетной среде. Временные профили потоков СКЛ таких энергий, как правило, имеют очень сложную форму, которую часто трудно описать с помощью существующих моделей распространения СКЛ. В связи с этим, большой интерес представляет создание новых и проверка на новых экспериментальных данных уже существующих моделей распространения.
Целью работы является: 1) экспериментальное исследование потоков протонов СКЛ с
энергиями 1—100 МэВ в период максимума 22 —ого цикла СА
(1990 — 91г.г.) поданным ИСЗ «ГРАНАТ» и нахождение связей между
эффектами в КЛ н СА;
-
выяснение основных механизмов распространения СКЛ для крупномасштабных событий большой амплитуды и период высокой вспышечнои активности и одиночных событий малой амплитуды в период отсутствия сильных вспышек на Солнце;
-
объяснение необычных форм временных профилей возрастаний интенсивности СКЛ с помощью отражательной модели распространения.
Научная новизна работы.
l.Ha основе полученных экспериментальных данных впервые проведен подробный анализ временных профилей интенсивности СКЛ в сложных крупномасштабных событиях в трех солнечных оборотах май —июль 1991г., т.е. в период фазы максимальной СЛ 22 — ого цикла (1990-1991г.г.).
2.Сделан сравнительный анализ связей потока СКЛ с параметрами СЛ (вспышки и солнечные пятна) и с геофизическими данными (модуляция ГКЛ) в трех солнечных оборотах.
З.На основе отражательной модели проведен численный расчет необычного временного профиля интенсивности СКЛ низких энергий, наблюдаемого 04.06.1991г.
4.Показано, что петлевые структуры межпланетного магнитного поля (ММП) играют существенную роль в распространении СКЛ низких энергий как в периоды высокой вспышечнои активности так и в периоды отсутствия сильных вспышек на Солнце. На защиту выносится:
1). Анализ возрастаний интенсивности протонов СКЛ в трех
последовательных солнечных оборотах и нахождение связей между эффектами в СКЛ, ГКЛ н СА.
2). Объяснение с помощью отражательной модели особенностей временных профилей интенсивности СКЛ в одиночных возрастаниях малой амплитуды и в сложных событиях, наблюдаемых в течение солнечного оборота.
3). Утверждение о важной роли петлевых структур межпланетного магнитного поля п вспышечных выбросов плазмы в распространении СКЛ. Научная и практическая ценность работы.
В результате проведенного в работе анализа временных профилей
интенсивности потоков солнечных протонов низких энергий
показано, что регистрируемые детекторами ИСЗ ГРАНАТ потоки
протонов СКЛ в рассмотренных событиях имели вспышечное
происхождение, а не были генерированы в каких —либо других
источниках в короне. В работе также показано, что с помощью
представлений отражательной модели распространения можно
объяснить наблюдаемые необычные временные профили
возрастания интенсивности СКЛ. Эти результаты необходимы для дальнейшего усовершенствования данной модели, а так же могут быть использованы при анализе данных, которые будут получены в 23 —ем цикле солнечной активности с целью сравнения и возможного нахождения общих закономерностей в распространении СКЛ. Научная апробация работы и публикации.
Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на научных семинарах отдела ОТПКФ НИИЯФ МГУ, на Ломоносовских
чтениях, 1997г., на международной конференции Space radiation Environment Modelling: New phenomena & Appronclies, 7 — 9 October Moscow 1997. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, 1 работа подписана к печати.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения, содержит 165 страниц текста, включая 54 рисунка, 8 таблиц, 120 библиографических ссылок.
