Е.Н. РАМАКОТИ Научные руководители – С.Ю. АЛЕКСАНДРИН, к.ф-м.н., инженер ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ПОТОКОВ
реклама
Е.Н. РАМАКОТИ Научные руководители – С.Ю. АЛЕКСАНДРИН, к.ф-м.н., инженер Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ПОТОКОВ ВЫСОКОЭНЕРГИЧНЫХ ПРОТОНОВ В ОБЛАСТИ БРАЗИЛЬСКОЙ МАГНИТНОЙ АНОМАЛИИ ПО ДАННЫМ СПУТНИКОВЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ В работе исследуется динамика Бразильской магнитной аномалии (БМА) в потоках высокоэнергичных заряженных частиц за период с 2006 по 2014 гг. по данным спутникового эксперимента «Арина». Эксперимент проводится на низкоорбитальном космическом аппарате (КА) «Ресурс-ДК1» (выведен на орбиту в 2006 г.). Прибор регистрирует протоны в широком диапазоне энергий: от 30 МэВ до 100 МэВ. Рассматриваются дрейфы положения максимума (долгота) темпа счета высокоэнергичных протонов и минимум магнитного поля по IGRF в области БМА на заданных L-оболочках (L = 1.2 – 1.5). Сравнительный анализ показал, что скорости долготного дрейфа БМА и геомагнитного поля совпадают в пределах погрешности и в среднем равны 0.4 ± 0.1 град/год в западном направлении. Магнитное поле Земли имеет квазидипольную структуру. Ось диполя составляет с осью вращения Земли угол 12°, не проходит через центр Земли, а сдвинута на 342 км. Такое смещение осей приводит к образованию Бразильской магнитной аномалии - области в Южном полушарии, у берегов Бразилии с минимальным значением величины геомагнитного поля. Для описания геомагнитного поля в данной работе использовалась модель IGRF [1]. Величина геомагнитного поля изменяется вдоль силовых линий, которые сгущаются в области высоких геомагнитных широт, образуя в ОКП кольцевые магнитные ловушки, так называемые радиационные пояса Земли (РПЗ), где накапливаются и удерживаются огромные потоки заряженных частиц. В РПЗ выделяют две области: внутреннюю, преимущественно состоящую из высокоэнергичных протонов, и внешРис.1. Долготная зависинюю, состоящую из электронов. В работах [2,3 и ссылки в них] показано, мость темпа счета за 2012 г. на L = 1.20 ± 0.05 что динамика Бразильской магнитной ано- малии в потоках заряженных частиц соответствует динамике магнитного поля. А так как и сами потоки заряженных частиц в ОКП определяются геомагнитным полем, то динамику БМА можно отслеживать не только по изменению величины этого поля на заданной Lоболочке с помощью геомагнитной модели IGRF, но и по потокам высокоэнергичных протонов, регистрируемых аппаратурой спутникового эксперимента «Арина» [4]. Данные эксперимента, накопленные с 2006 по 2014 гг, позволяют отследить перемещение максимума Рис.2. Динамика БМА (λmax) потоков высокоэнергичных протонов пудля L=1.20 ± 0.05 тем построения долготных зависимостей темпов счета регистрируемых частиц на заданных L-оболочках (пример на рис.1). Определив положение (долгота) максимума потока протонов по графику для каждого года измерения, получим динамику БМА на заданной L-оболочки (пример на рис.2). На график рис.2. также нанесены расчеты геомагнитной модели IGRF положения минимума магнитного поля на тех же L-оболочках в течение того же периода лет. Рассчитанные скорости дрейфа 0.49 ± 0.11 град/год и 0.33 ± 0.02 град/год соответственно по данным эксперимента «Арина» и модели IGRF на заданной L-оболочке совпадают в пределах погрешности по значению и направлению. Полученные результаты показали, что динамика БМА в потоках высокоэнергичных протонов (эксперимент «Арина») соответствует динамике геомагнитного поля на заданной L-оболочке (модель IGRF). В дальнейшем предполагается провести подобный анализ на всех возможных Lоболочках, а также рассмотреть более детально по времени долготные зависимости потоков высокоэнергичных протонов и изменения геомагнитного поля. 1. 2. 3. 4. Список литературы IGRF: http://nssdcftp.gsfc.nasa.gov/models/geomagnetic/igrf А.М. Гальпер, Б.И. Лучков. О дрейфе Бразильской аномалии. Геомагнетизм и аэрономия. - 1983 г., т. 23, №4, с. 669-670. Voronov S.A. Observation of high -energy charged particle flux increases in SAA region in 10 September 1985/ S.A. Voronov, A.M. Galper, S.V. Koldashov// Cosmic Research. - 1989. Vol. 27, No 4. P.629. С.А. Воронов, А.М. Гальпер и др. Экспериментальная аппаратура для регистрации всплесков высокоэнергичных заряженных частиц в околоземном космическом пространстве. Известия РАН, серия физическая 2005 г., т. 69, №6, с. 918.
