Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Иллюстрация функции распределения захваченных ионов по скоростям вскоре после ионизации. [1]

В солнечной науке гелиосферные захватывающие ионы создаются, когда нейтральные частицы внутри гелиосферы ионизируются либо солнечным ультрафиолетовым излучением, либо перезарядкой протонами солнечного ветра, либо ионизацией электронным ударом . Улавливаемые ионы обычно характеризуются своим однозарядным состоянием, типичной скоростью, которая находится в диапазоне от 0 км / с до удвоенной скорости солнечного ветра (~ 800 км / с), составом, который отражает их нейтральную затравочную популяцию и их пространственное распределение в гелиосфере. . Нейтральная затравочная популяция этих ионов может иметь межзвездное происхождение, лунное, кометное или внутреннее происхождение. [2]Сразу после ионизации однозарядные ионы захватываются намагниченной плазмой солнечного ветра и развивают сильные анизотропные и тороидальные функции распределения по скоростям, которые постепенно переходят в более изотропное состояние. [1] После своего создания, захваченные ионы движутся вместе с солнечным ветром радиально от Солнца.

Межзвездные захваченные ионы происходят из нейтрального компонента Местной межзвездной среды (LISM), который входит в гелиосферу со скоростью 25 км / с в результате своего относительного движения относительно Солнца . Этот нейтральный ветер постепенно ионизируется и действует как затравка для захваченных межзвездных ионов. Захватывающие ионы внутреннего источника производятся внутренним источником нейтральных частиц. Подробные механизмы образования этих ионов в настоящее время обсуждаются. [3]

История [ править ]

Межзвездные захваченные ионы [ править ]

Иллюстрация конуса фокусировки иона и серпа вокруг Солнца.

Поскольку Солнце движется относительно локальной межзвездной среды со скоростью ~ 25 км / с, межзвездные атомы могут входить в гелиосферу, не отклоняясь от межпланетного магнитного поля . Существование популяции нейтральных межзвездных частиц внутри гелиосферы было впервые предсказано в 1970 году. [4] Их путешествие от внешнего края нашей гелиосферы, так называемой гелиопаузы , до орбиты Земли занимает более 30 лет. За это время межзвездные атомы постепенно истощаются из-за процессов ионизации, и их плотность на уровне 1 а.е. значительно ниже по сравнению с межзвездной средой . [5]Поскольку атомы имеют разную чувствительность к различным процессам ионизации, состав межзвездных атомов на расстоянии 1 а.е. сильно отличается от состава на краю нашей гелиосферы или локальной межзвездной среды . Атомы гелия имеют очень высокий первый потенциал ионизации по сравнению с другими межзвездными видами и поэтому менее чувствительны к потерям на ионизацию из-за солнечной УФ- ионизации. Это также причина того, что He + является наиболее распространенным межзвездным ионным захватом на расстоянии 1 а.е. (за ним следуют H + , O + , Ne + и N + ), а также первым ионным захватом, который был обнаружен с помощью прибора SULEICA. Космический аппарат AMPTE в 1984 году.[6] Последующие обнаружения H + , O + , Ne + и N + были сделаны несколько лет спустя с помощью прибора SWICS на борту космического корабля Ulysses. [7]

Наблюдения за межзвездными подхватывающими ионами вблизи Земли позволяют исследовать газовую динамику локальной межзвездной среды , о которой в противном случае можно было бы сделать вывод только удаленно с помощью оптических наблюдений или путем прямого измерения межзвездного нейтрального газа. Относительная скорость локальной межзвездной среды относительно Солнца, температура и плотность могут быть выведены из пространственной картины наблюдаемых потоков захваченных ионов. В частности, конус фокусировки захватывающего иона, который является усилением межзвездных захватывающих ионов, который совмещен с вектором скорости межзвездных нейтральных атомов (He + и Ne + ), формируется из-за гравитационного притяжения Солнца и может использоваться для сделать вывод о направлении притока местныхмежзвездная среда . [8] Напротив фокусирующего конуса, на так называемой светренной стороне Солнца, для атомов с низкими первыми потенциалами ионизации (H + , O + , N + ) создается усиленный поток захватывающих ионов в форме полумесяца. .

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Drews, C .; Berger, L .; Taut, A .; Пелейкис, Т .; Виммер-Швайнгрубер, РФ (2015). «2D функции распределения захваченных ионов He + по скоростям: СТЕРЕОПЛАСТИЧЕСКИЕ наблюдения» . Астрономия и астрофизика . 575 (A97): A97. Bibcode : 2015A & A ... 575A..97D . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201425271 .
  2. ^ Kallenbach, R .; Geiss, J .; Gloeckler, G .; фон Штайгер, Р. (2000). "Измерения захваченных ионов в гелиосфере - обзор" (PDF) . Астрофизика и космическая наука . 274 (1/2): 97–114. Bibcode : 2000Ap и SS.274 ... 97K . DOI : 10,1023 / A: 1026587620772 . ЛВП : 2027,42 / 41954 .
  3. ^ Allegrini, F .; Schwadron, N .; McComas, D .; Глёклер, Г. (2005). «Стабильность захвата ионов внутреннего источника в течение солнечного цикла» . Журнал геофизических исследований: космическая физика . 110 (A5): A05105. Bibcode : 2005JGRA..110.5105A . DOI : 10.1029 / 2004JA010847 .
  4. Перейти ↑ Loyd, CL (1970). «Влияние межзвездного нейтрального водорода на прекращение действия солнечного ветра». Журнал геофизических исследований . 75 (34): 6892–6898. Bibcode : 1970JGR .... 75.6892S . DOI : 10.1029 / JA075i034p06892 .
  5. ^ Каммингс, AC; Камень, EC; Стинберг, CD (2002). "Состав аномальных космических лучей и других гелиосферных ионов" (PDF) . Астрофизический журнал . 578 (1): 194–210. Bibcode : 2002ApJ ... 578..194C . DOI : 10.1086 / 342427 .
  6. ^ Möbius, E .; Hovestadt, D .; Klecker, B .; Scholer, M .; Gloeckler, G .; Ипавич, Ф.М. (1985). «Прямое наблюдение поглощенных ионов He + межзвездного происхождения в солнечном ветре». Природа . 318 (6045): 426–429. Bibcode : 1985Natur.318..426M . DOI : 10.1038 / 318426a0 .
  7. ^ Geiss, J .; Gloeckler, G .; Молл, У. (1994). «Происхождение захватывающих ионов O + в гелиосфере». Астрономия и астрофизика . 286 .
  8. ^ Drews, C .; Berger, L .; Виммер-Швайнгрубер, РФ; Galvin, AB; Klecker, B .; Мебиус, Э. (2010). «Наблюдения межзвездного неона в фокусирующем конусе гелия». Журнал геофизических исследований . 115 (A10): н / д. Bibcode : 2010JGRA..11510108D . DOI : 10.1029 / 2010JA015585 .