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: 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: 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.).
