ИСТИНА

Космический аппарат (КА) Interstellar Boundary Explorer (IBEX) с 2008 г. проводит измерения потоков энергичных нейтральных атомов (ЭНА) водорода на орбите Земли при помощи инструмента IBEX-Hi в диапазоне энергий от 0.3 до 6 кэВ. Была разработана численная модель для вычисления потоков ЭНА, в рамках которой восстанавливаются траектории движения атомов водорода (назад по времени) от точки пространства, где они регистрируются КА IBEX, до точки их рождения во внутреннем ударном слое (в области возмущенного солнечного ветра между внутренней ударной волной и гелиопаузой), где плазма сильно нагрета. Вдоль траектории атома вычисляются и интегрируются потоки рожденных ЭНА, имеющих заданную скорость, а также учитываются потери частиц за счет процессов ионизации (перезарядки на протонах и фотоионизации). Новизна и оригинальность разработанной модели состоит в детальном кинетическом подходе для моделирования распределения над-термальной компоненты – захваченных протонов, которые рождаются в области сверхзвукового солнечного ветра и захватываются гелиосферным магнитным полем. Их важность определяется тем, что наблюдаемые IBEX-Hi энергичные атомы рождаются в процессе перезарядки межзвёздных атомов водорода именно с захваченными протонами в области внутреннего ударного слоя. Была разработана модель распределения захваченных протонов в гелиосфере, в рамках которой решалось кинетическое уравнение в трёхмерной по пространству и зависящей от времени постановке в предположении изотропности функции распределения. Такой метод выгодно отличается от других существующих подходов, так как основан на фундаментальных физических законах, и на данный момент не имеет аналогов среди конкурирующих научных групп. Были выполнены расчёты модельных карт потоков ЭНА на основе разработанной ранее глобальной кинетико-МГД модели взаимодействия солнечного ветра с локальной межзвёздной средой (Izmodenov & Alexashov, 2020), и проведено сравнение с данными IBEX-Hi. В результате сравнения были сделаны следующее заключения: (1) разработанная модель качественно (и во многом количественно) воспроизводит структуру потоков ЭНА, наблюдаемую на картах IBEX-Hi; (2) потоки ЭНА из области внутреннего ударного слоя крайне чувствительны к виду функции распределения захваченных протонов; было показано, что учёт дополнительной энергичной компоненты захваченных протонов имеет определяющее значение для объяснения данных наблюдений; (3) несмотря на относительно хорошее качественное совпадение, на определенных энергетических каналах наблюдаются некоторые количественные различия между результатами расчётов и данными IBEX-Hi; были рассмотрены возможные причины данных различий.