Якутск, Россия
Воздействие плазмы солнечного ветра на потоки проникающих извне в гелиосферу галактических космических лучей (ГКЛ) с энергиями выше ~1 ГэВ приводит к возникновению вариаций интенсивности КЛ в широком диапазоне частот. Поскольку КЛ являются заряженными частицами, их модуляция происходит главным образом под воздействием межпланетного магнитного поля (ММП). Хорошо известно, что наблюдаемый спектр флуктуаций ММП в широкой области частот ν ~10–7–10 Гц носит ярко выраженный падающий характер и состоит из трех участков — энергетического, инерционного и диссипативного. Каждый описывается степенным законом PММП(ν)~ν–α, причем показатель α спектра ММП увеличивается с ростом частоты. При этом на каждом участке флуктуации ММП характеризуется свойствами, зависящими от их природы. Известна также установленная связь между спектрами флуктуаций ММП и ГКЛ в случае модуляции последних альфвеновскими или быстрыми магнитозвуковыми волнами. Теория предсказывает, что спектры флуктуаций КЛ должны описываться также степенным законом PКЛ(ν)~ν–γ. Однако результаты многолетних работ сотрудников ИКФИА СО РАН по изучению природы и свойств флуктуаций интенсивности КЛ с использованием данных регистрации нейтронных мониторов на станциях с различными порогами геомагнитного обрезания RC~0.5–6.3 ГВ показывают, что наблюдаемый спектр флуктуаций интенсивности ГКЛ при ν>10–4 Гц становится плоским, т. е. он подобен белому шуму. Этот факт требует своего понимания и объяснения. В данной работе на основе данных измерений нейтронного монитора станции Апатиты приводятся результаты изучения формы спектра флуктуаций интенсивности ГКЛ в области частот ν~10–6–1 Гц и их сопоставления с модельными расчетами спектров белого шума. Дано возможное физическое объяснение наблюдаемой формы спектра флуктуаций КЛ на основе известных механизмов их модуляции в гелиосфере.
нейтронный монитор, космические лучи, межпланетное магнитное поле, модуляция, спектр мощности, белый шум
1. Балабин Ю.В., Гвоздевский Б.Б., Германенко А.В. Большие и малые множественности на нейтронных мониторах: их различия. Изв. РАН. Сер. физ. 2015. Т. 79, № 5. С. 708-710. DOI:https://doi.org/10.7868/S0367676515050117.
2. Бережко Е.Г., Стародубцев С.А. Природа динамики спектра флуктуаций космических лучей. Изв. АН СССР. Сер. физ. 1988. Т. 52. С. 2361-2363.
3. Дженкинс Г., Ваттс Д. Спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1971. Вып. 1. 317 с.
4. Коваленко В.А. Солнечный ветер. М.: Наука, 1983. 273 с.
5. Козлов В.И., Борисов Д.З., Туголуков Н.Н. Метод диагностики межпланетных возмущений по исследованию флуктуаций космических лучей и его реализация в системе автоматизации научных исследований на полярной геокосмофизической обсерватории Тикси. Изв. АН СССР. Сер. физ. 1984. Т. 48, № 10. С. 2228-2230.
6. Крымский Г.Ф. Диффузионный механизм суточной вариации космических лучей. Геомагнетизм и аэрономия. 1964. Т. 4, № 6. С. 977-985.
7. Крымский Г.Ф., Кузьмин А.И., Козлов В.И. и др. Явления в космических лучах в августе 1972 г. Изв. АН СССР. Сер. физ. 1973. Т. 37. С. 1205-1210.
8. Крымский Г.Ф., Кузьмин А.И., Кривошапкин П.А. и др. Космические лучи и солнечный ветер. Новосибирск: Наука, 1981. 224 с.
9. Отнес Р., Эноксон Л. Прикладной анализ временных рядов. Основные методы. М.: Мир, 1982. 430 с.
10. Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок. М.: Мир, 1985. 272 с.
11. Balabin Yu.V., Gvozdevsky B.B., Vashenyuk E.V., Dzhappuev D.D. EAS hadronic component as registered by a neutron monitor. Astrophys. Space Sci. Trans. 2011. Vol. 7. P. 507-510. DOI:https://doi.org/10.5194/astra-7-507-2011.
12. Owens A.J. Cosmic-ray scintillations .2. General Theory of Interplanetary Scintillations. J. Geophys. Res. 1974. Vol. 79. P. 895-906.
13. Russell C.T. Comments on the measurement of power spectra of the interplanetary magnetic field / in Solar Wind, NASA-SP-308, Wash., D.C.: NASA. 1972. P. 365-374.
14. URL: https://cdaweb.gsfc.nasa.gov/cdaweb/sp_phys (дата обращения 8 февраля 2022 г.).
15. URL: http://www.srl.caltech.edu/ACE/ASC/level2/lvl2 DATA_MAG.html (дата обращения 8 февраля 2022 г.).
16. URL: https://cosmicrays.oulu.fi (дата обращения 8 февраля 2022 г.).
17. URL: http://pgia.ru/cosmicray (дата обращения 8 февраля 2022 г.).
