Экспериментальные и теоретические исследования механизмов переноса энергичных солнечных частиц и их влияния на плазменные структуры солнечного ветра

Проект направлен на экспериментальные и теоретические исследования механизмов переноса энергичных заряженных частиц (электронов, протонов и тяжелых ионов) с энергиями до 50 МэВ/нуклон в межпланетной среде и эффектов влияния энергичных частиц на плазменные структуры в солнечном ветре, в частности, на структуру и динамику гелиосферного токового слоя, фронты межпланетных ударных волн и коротирующих потоков солнечного ветра. Спутниковые наблюдения в межпланетной среде показали, что низкоэнергичная составляющая солнечных космических лучей (до 50 МэВ) может эффективно захватываться за фронтами крупномасштабных магнитных неоднородностей, формирующихся в солнечном ветре в результате транзиентных явлений (межпланетные ударные волны, корональные выбросы массы). Захват СКЛ в таких межпланетных ловушках и их перенос в них способствует существенному возрастанию потока энергичных частиц в межпланетной среде. Изменение энергетического спектра плазменной популяции может, в свою очередь, оказать влияние на структуру и динамику токовых слоев в солнечном ветре. Наш проект направлен на решение следующих задач: 1) исследование механизмов захвата, переноса и эволюции спектра заряженных частиц в межпланетных ловушках и 2) исследование влияния усиления потоков энергичных солнечных частиц на структуру и динамику токовых слоев в СВ. Для решения поставленных задач будут использованы данные измерений потоков энергичных частиц, плазменных характеристик и параметров межпланетного магнитного поля (ММП) в солнечном ветре космическими аппаратами ACE, STEREO-1,2, Ulysses, Voyager 1,2, а также данные магнитосферных миссий на сегментах орбит, выходящих за пределы земной магнитосферы (Wind, Geotail, Cluster, THEMIS). В части теоретических исследований будет выполнено моделирование структуры токовых слоев (ТС) для различных наблюдаемых величин потока энергичных заряженных частиц и различных характеристик их спектров с целью выяснения зависимости структуры и динамики ТС от спектра и ионного состава энергичной плазменной популяции. Также будет выполнено исследование кинетических особенностей динамики заряженных частиц в замкнутых магнитоплазменных конфигурациях, сформированных корональными выбросами массы, наблюдаемыми в межпланетной среде, с целью выяснения механизмов эффективного захвата частиц с энергиями до 50 МэВ и возможности их дополнительного ускорения в межпланетных ловушках как за счет взаимодействия с движущимися фронтами магнитных неоднородностей, так и за счет резонансного взаимодействия с электромагнитными флуктуациями внутри ловушек.