Регистрация / Вход
Прислать материал

Динамика заряженных частиц и генерация электромагнитного излучения в космической плазме

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0246
Организация
ИПФ РАН

Информация отсутствует

Соисполнители

Организация
ГАО РАН

Этапы проекта

1
07.07.2009 - 15.11.2009
1. Анализ новых возможностей диагностики околоземной плазмы по свойствам низкочастотных электро-магнитных излучений на основе развития теории
плазменного магнитосферного мазера
2. Расчёт влияния плазменных резонансов на величину и частотный спектр шумовой электродвижущей силы, регистрируемой антенной в модели двухтемпературной плазмы.
3. Определение топологической структуры магнитного поля в дальней "хвостовой" области магнито-сферы Земли в зависимости от кинетических
характеристик набегающего потока солнечного ветра.
4. Исследование генерации электрических токов в коронапьных магнитных петлях, формируемых сходящимися потоками фотосферной плазмы на Солнце.
5. Исследование волновых процессов в системах корональных магнитных петель.
6. Получение приближённого аналитического решения начальной задачи о квазилинейной релаксации синхротронной неустойчивости релятивистских электронов в холодной плазме в пространственно однородном случае. Сравнение результатов аналитического и численного решений.
7. Проведение наблюдений Солпца, звёзд и активных ядер галактик в широком диапазоне электромагнитного спектра.
8. Расчет среднеквадратичного значения напряжения, возникающего на выходе дипольной антенны, установленной на космическом аппарате, при падении на неё спорадического шумового или квазигармонического сигналов, генерируемых в магнитосферном мазере, в зависимости от частоты, ориентации антенны и параметров плазмы.
Развернуть
2
01.01.2010 - 15.06.2010
1 . Сопоставление параметров дискретных излучений в магнитосферах Земли, Юпитера и Сатурна с теоретической моделью.
2. Исследование особенностей распространения волн в плазменном окружении Земли и Юпитера и их влияния на формирование спектров электромагнитного
излучения.
3. Исследование долгопериодных колебаний микроволнового излучения Солнца на частоте 1 1,7 ГГц.
4. Анализ проявлений эффекта параметрического резонанса между 5 -минутными осцилляциями скорости фотосферной конвекции и собственными звуковыми
колебаниями корональных магнитных петель.
5. Анализ данных наблюдений Солнца обсерваториями Нобеяма, Метсахови и космическими аппаратами Коронас-Ф, Коронас-Фотон, Трейс, Ресси, Сохо и др.
6. Расчет переноса циклотронного излучения в атмосферах сильно намагниченных вырожденных звёзд — нейтронных звёзд и белых карликов.
7. Выяснение условий, при которых возможно истечение вещества с поверхности вырожденных звёзд под действием силы давления циклотронного излучения.
8. Исследование собственных колебаний солнечных пятен и их проявлений в микроволновом излучении Солнца.
9. Разработка рекомендаций к программе волновых измерений для космического проекта "Резонанс".
10. Продолжение проведения наблюдений Солнца, звёзд и активных ядер галактик в широком диапазоне электромагнитного спектра.
Развернуть
3
16.06.2010 - 01.12.2010
Определены энергетические спектры высыпаний энергичных частиц из магнитосферы Земли при их циклотронном взаимодействии со свистовыми волнами.
Исследованы закономерности пространственно-временной эволюции коллективных процессов в электронных радиационных поясах Юпитера, происходящих с периодом суточного вращения планеты. Объяснена причина синхронных десятичасовых колебаний параметров электронных радиационных поясов Юпитера и электромагнитных излучений в разных трубках магнитного поля.
Показано, что в корональной магнитной петле могут эффективно возбуждаться медленные звуковые колебания. Механизм возбуждения связан с параметрической неустойчивостью, возникающей при реализации резонанса между собственными звуковыми колебаниями петли как магнитогидродинамического резонатора и 5-минутными осцилляциями скорости фотосферной конвекции. Вычислена плотность энергии возбуждаемых звуковых колебаний, которая при достаточно больших значениях электрического тока в корональной магнитной петле может быть сравнимой с плотностью тепловой энергии плазмы. Определена функция нагрева корональной плазмы, обусловленная диссипацией энергии звуковых колебаний и используемая для расчета распределения температуры в горячих рентгеновских петлях. Показано, что наиболее вероятными объектами, в которых возможен нагрев плазмы звуковыми волнами, являются горячие рентгеновские петли в солнечной короне.
Проанализирована модель релятивистского источника гигантских импульсов радиоизлучения пульсаров, который синхронно вращается с нейтронной звездой вблизи светового цилиндра со скоростью, близкой к скорости света. Получены аналитические оценки физических параметров такого источника (пространственного размера, лоренц-фактора и плотности энергии излучения) через наблюдаемые характеристики гигантских радиоимпульсов.
Сопоставлены плотности энергии излучения, плазмы и магнитного поля в источниках гигантских радиоимпульсов: а) расположенных около нейтронной звезды и б) вблизи светового цилиндра. Анализ выполнен для конкретных наблюдений гигантских радиоимпульсов пульсаров в Крабе, Вела и миллисекундных пульсаров PSR B1937+21, PSR J1823-3021A, PSR B1821-24. Показано, что для объяснения наблюдаемых параметров гигантских радиоимпульсов в релятивистском источнике вблизи светового цилиндра требуется меньшая плотность энергии излучения как по абсолютной величине (в эрг/см3), так и по отношению к максимальной плотности энергии плазмы. Тем не менее требуемая плотность энергии излучения превышает максимальную плотность энергии плазмы для обоих типов источников в случае наиболее мощных гигантских радиоимпульсов. Данное обстоятельство может означать, что при распространении в магнитосфере пульсара мощное радиоизлучение испытывает фокусировку (например, так называемую релятивистскую самофокусировку).
На телескопе БТА-6м с помощью универсального редуктора светосилы - Скорпио в режиме спектрополяриметрии 12-16 октября 2010 г. проведен новый сет наблюдений ряда квазаров и активных галактических ядер по программе ГАО РАН «Поляриметрические наблюдения активных ядер галактик». Полученные данные наблюдений позволили оценить влияние спина вращающейся черной дыры на величину оптической поляризации излучения активных галактических ядер. Начат поиск поляризованного излучения активных галактических ядер, испытывающих процесс слияния. Полученные зависимости степени поляризации от длины волны излучения проанализированы и интерпретированы на основе теоретической методики определения магнитных полей в астрофизических объектах, развитой в ГАО РАН.
Рассмотрены статистические зависимости позиционных углов плоскостей поляризации аккреционных дисков в активных ядрах галактик от космологического красного смещения. Подчеркнуто, что эффект вращения среднего позиционного угла осуществляется при существовании крупномасштабной корреляции между асимметричными структурами галактик и квазаров и корреляции магнитного поля в аккреционных дисках. Показано, что обнаружение этого эффекта может служить для дополнительного подтверждения ячеистой структуры распределения галактик и квазаров и оценок расстояния корреляции в них.
Детально рассмотрен нагрев корональных магнитных петель за счет диссипации звуковых колебаний и показано, что функция нагрева превышает потери на оптическое излучение, если величина электрического тока в магнитной петле больше порогового значения. Показано, что подходящие «резонансные» длины, необходимые для реализации параметрического возбуждения звука, имеют квазистационарные горячие рентгеновские петли с температурами . Наблюдаемые значения температур возникают при токах в этих петлях.
Развернуть
4
01.01.2011 - 01.07.2011
1. Анализ новых аспектов проблемы ускорения заряженных частиц внутри турбулизованной планетарной магнитосферы.
2. Исследование аномальной теплопроводности околоземной космической плазмы.
3. Оценка роли гидродинамических эффектов и определение функции нагрева солнечных корональных петель при импульсном характере нагрева,
обусловленном триггерным воздействием осцилляции скорости фотосферной конвекции на процесс диссипации токов.
4. Изучение электродинамики области ускорения частиц в солнечной вспышке и спектров ускоренных частиц.
5. Исследование процессов нагрева плазмы и природы радио-, рентгеновского и оптического излучения, сопровождающего вспышечные процессы
6. Изучение трехмерной структуры коронального стримера в солнечной короне и её глобальной перестройки с появлением эффекта коронального выброса массы.
7. Изучение кинетических эффектов, приводящих к ускорению частиц в замагниченной астрофизической плазме в окрестности активных ядер галактик,
содержащей нейтроны, мощное электромагнитное излучение и высокоэнергичные частицы как динамически важные компоненты.
8. Определение свойств неравновесной релятивистской плазмы в джетах активных ядер галактик и источников гамма-всплесков по наблюдаемому
рентгеновскому и гамма-излучению.
9. Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
10. Определение механизмов вспышечного энерговыделения на Солнце и звёздах поздних спектральных классов.
11 . Разработка прогнозов солнечной активности.
12. Разработка рекомендаций по активной антенной диагностике плазменных параметров вдоль траектории спутников " "Резонанс".
13. Анализ развития текущего 1 1 -летнего цикла активности Солнца № 24 в предмаксимальную
эпоху
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2009 - 2011, 26 мес.
Бюджетные средства
10,5 млн
Организация
ФГАОУ ВО НИ ТПУ
профинансировано
Продолжительность работ
2009 - 2011, 25 мес.
Бюджетные средства
4,5 млн
Организация
НИЯУ МИФИ
профинансировано
Тема
Развитие новых методов исследования материалов, в том числе наноструктурированных, с использованием пучков гамма-квантов и заряженных частиц низких и средних энергий.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Проведение научных исследований целевыми аспирантами по следующим областям: - радиофизика, акустика и электроника; - физика плазмы; - ядерная физика; физика элементарных частиц и полей; космология; физика ускорителей и детекторов; - астрономия, астрофизика и исследования космического пространства
Продолжительность работ
2010 - 2011, 14 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
27
Тема
Исследование в области создания методологии расчета средствами приборно-технологического моделирования основных эффектов, возникающих в интегральных элементах ИС при попадании в них тяжелой заряженной частицы.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 13 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
1
Тема
Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук по следующим областям: - радиофизика, акустика и электроника; - физика плазмы; - ядерная физика; физика элементарных частиц и полей; космология; физика ускорителей и детекторов; - астрономия, астрофизика и исследования космического пространства
Продолжительность работ
2010 - 2012, 27 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
46
Тема
Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук в следующих областях: - физика конденсированных сред. Физическое материаловедение; - оптика. Лазерная физика и лазерные технологии; - радиофизика, акустика и электроника; - физика плазмы; - ядерная физика. Физика элементарных частиц и полей. Космология. Физика ускорителей и детекторов; - астрономия, астрофизика и исследования космического пространства
Продолжительность работ
2011 - 2013, 30 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
146