Ученые из Иркутска и Пекина изучат взаимодействие ультра-низкочастотных волн и высокоэнергичных заряженных частиц в космической плазме

Ольга Шарипова   
26.02.2020 19:48

Ученые из Института солнечно-земной физики СО РАН и Пекинского университета реализуют совместный проект по изучению взаимодействия ультра-низкочастотных волн (УНЧ-волн) и высокоэнергичных заряженных частиц в космической плазме.

Грант на исследование выделен Российским фондом фундаментальных исследований и аналогичной китайской структурой, научными коллективами руководят заведующий лабораторией изучения плазменно-волновой структуры магнитосферы ИСЗФ СО РАН, кандидат физико-математических наук Дмитрий Климушкин и профессор Пекинского университета Киуганг Зонг. Проект рассчитан на два года.

Ультра-низкочастотными волнами называются колебания плазмы и магнитного поля в земной магнитосфере с периодами от нескольких секунд до десяти минут, распространяющиеся в магнитосфере со скоростями до тысячи километров в секунду. Эти волны являются важным фактором космической погоды, так как способны переносить электромагнитную энергию в магнитосфере на огромные расстояния без существенного рассеивания. Они взаимодействуют с такими высокоэнергичными заряженными частицами, как ионы кольцевого тока, электроны радиационных поясов. С одной стороны, это взаимодействие вызывает ускорение энергичных частиц и их транспортировку между различными регионами магнитосферы. С другой стороны, некоторые популяции частиц неустойчивы в магнитосфере и могут быть источником свободной энергии для генерации волн. При определенных условиях частицы могут вступать в резонанс с волнами, и именно в этих случаях возможны как генерация волн частицами, так и эффективное ускорение заряженных частиц. Проявления этих резонансов ученые изучают с помощью таких спутниковых миссий, как THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms), Van Allan Probe и MMS (Magnetospheric Multi Scale), а также с помощью радаров, находящихся в распоряжении Института солнечно-земной физики.

— При этом некоторые важные вопросы взаимодействия УНЧ-волн и частиц остаются неясными, — подчеркнул Дмитрий Климушкин. — Например, где расположены области ускорения, насколько эффективны эти процессы, какие типы волн представляют собой самые результативные ускорительные механизмы и в каких областях магнитосферы? Эти вопросы являются ключевыми в понимании транспорта и ускорения электронов радиационных поясов и ионов кольцевого тока. Ответы на эти вопросы мы и хотим получить при работе над проектом.

Ученые планируют исследовать поведение и совместную динамику волн и частиц с помощью спутниковых и радарных наблюдений. Кроме того, будут проведены теоретические и численные исследования взаимодействия УНЧ-волн с частицами, чтобы сопоставить их с данными экспериментов.

— В результате, мы должны выйти на новый уровень понимания высокоэнергетических процессов в космической плазме, — подчеркнул Дмитрий Климушкин. — А физику этого взаимодействия надо знать, в том числе из прикладных соображений: плазма магнитосферы — это среда, где перемещаются космические аппараты.

В числе участников проекта как маститые ученые, так и молодые талантливые исследователи и даже один студент физического факультета Иркутского государственного университета. Члены коллектива — авторы значительного числа публикаций в ведущих журналах по физике космического пространства; полученными ими результаты неоднократно представлялись на российских и международных конференциях.

На 2020 год запланировано изучение поведения альфвеновских волн в космической плазме и анализ взаимодействия этих волн с энергичными частицами. Обмен данными с китайскими коллегами осуществляется постоянно, на апрель был намечен совместный семинар, однако он, скорее всего, будет перенесен из-за распространения в Китае коронавирусной инфекции.

Новости науки

Робот-телескоп ИГУ помог рассчитать траекторию болида, упавшего на Землю 4 декабря

Автоматический телескоп МАСТЕР-Тунка, установленный на астрофизическом полигоне ИГУ, сделал около трех десятков кадров приближающегося к Земле болида 2024 XA1, что дало возможность ученым рассчитать место его падения.

 
В Приангарье назвали лауреатов регионального конкурса в сфере науки и техники

Лауреатами областного конкурса в сфере науки и техники стали 32 ученых Иркутской области, они представляют 11 научно-образовательных организаций. Награды победителям в торжественной обстановке вручил первый заместитель губернатора региона Роман Колесов.

 
Три гранта РНФ выиграл Иркутский госуниверситет

По итогам конкурса 2024 года по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» поддержку получат три исследовательских работы учёных ИГУ.

 
Осень 2024 года стала самой теплой за всю историю наблюдений в Иркутске

В ИГУ подвели климатические итоги осени 2024 года в Иркутской области и дали вероятностный прогноз на зиму. О рекордах и особенностях прошедшей осени рассказала завкафедрой метеорологии и физики околоземного космического пространства ИГУ Инна Латышева.

 
Важнейшие результаты работы ИСЗФ СО РАН в 2024 году получены на инструментах Национального гелиогеофизического комплекса

В Институте солнечно-земной физики СО РАН подводятся итоги работы за 2024 год. Они рассмотрены на научной сессии Ученого совета, которая прошла в институте в ноябре. Отмечено, что государственное задание за этот год выполнено полностью.

 

История Оксаны Костиной, художественная гимнастика

Видеосюжеты
Сергей Шмидт: Срок