OSOBENNOSTI PROTsESSA USKORENIYa ChASTITs MEKhANIZMOM FERMI NA KRIVOLINEYNYKh FRONTAKh UDARNYKh VOLN

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Представлены результаты кинетического моделирования ускорения заряженных ионов механизмом Ферми 1-го порядка на криволинейном фронте ударной волны, выполненного с гибридным кодом particle-in-cell. На примере глобальной модели головной ударной волны магнитосферы Земли исследована эффективность инжекции частиц в процесс ускорения Ферми в зависимости от их прицельного параметра. Показано, что ускорение Ферми и формирование предвестника ударной волны происходит только на квазипродольных участках фронта. При этом частицы могут инжектироваться и приобретать начальную энергию на квазипоперечных участках фронта посредством механизма дрейфового ускорения, а затем попадать в область ускорения. Надтепловые частицы, образовавшиеся вблизи квазипродольных участков фронта, могут впоследствии распространяться вдоль фронта на квазипоперечные участки. Доля частиц, инжектированных в процесс ускорения вблизи подсолнечной точки головной ударной волны магнитосферы Земли, достигает 20%. Модель позволяет выявить особенности процесса ускорения Ферми на криволинейных ударных волнах, существенные для применения к астрофизическим ударным волнам различных масштабов.

References

  1. Агаронян и др. (F. Aharonian, R. Yang, and E. de Ona Wilhelmi), Nature Astron. 3, 561 (2019).
  2. Аксфорд и др. (W.I. Axford, E. Leer, G. Skadron), Proc. 15th ICRC(Plovdiv) 11, 132 (1977)
  3. Арзуманян и др. (Z. Arzoumanian, D.F. Chernoff, and J.M. Cordes), Astrophys. J. 568 289 (2002).
  4. Арьемьев и др. (A.V. Artemyev, V. Angelopoulos, and J.M. McTiernan), J. Geophys. Res.: Space Phys. 123, Iss. 12, 9955 (2018).
  5. Бадмаев и др. (D.V. Badmaev, A.M. Bykov, and M.E. Kalyashova), MNRAS 517, 2818 (2022)
  6. Бадмаев и др. (D.V. Badmaev, A.M. Bykov, and M.E. Kalyashova), MNRAS 527, 3749 (2024).
  7. Белл (A.R. Bell), MNRAS 182, 147 (1978).
  8. Беляев и др. (M.A. Belyaev, D.J. Larson, B.I. Cohen, and S.E. Clark), Phys. Plasmas 31, 012902 (2024).
  9. Берджесс и др. (D. Burgess, E. Mo¨bius, and M. Scholer), Space Sci. Rev. 173, 5 (2012).
  10. Бережко Е.Г., Танеев С.Н., Космич. исслед. 29, 582 (1991).
  11. Бережко и др. (E.G. Berezhko, S.N. Taneev, and K.J. Trattner), J. Geophys. Res. 116, Iss. A7, A07102 (2011).
  12. Блендфорд, Острайкер (R.D. Blandford and J.P. Ostriker), Astrophys. J. 221, L29 (1978).
  13. Бунеман и др. (O. Buneman, T. Neubert, and K. Nishikawa), IEEE Transact. Plasma Sci. 20, 810 (1992).
  14. Быков и др. (A.M. Bykov, A.E. Petrov, A.M. Krassilchtchikov, K.P. Levenfish, S.M. Osipov, and G.G. Pavlov), Astrophys. J. Lett. 876, L8 (2019).
  15. Быков и др. (A.M. Bykov, A.E. Petrov, G.A. Ponomaryov, M. Falanga, and K.P. Levenfish), Adv. Space Res. 74, 4276 (2024).
  16. Воеводин и др. (V. Voevodin, A. Antonov, D. Nikitenko, P. Shvets, S. Sobolev, I. Sidorov, K. Stefanov, Vad. Voevodin, and S. Zhumatiy), Supercomputing Frontiers and Innovations 6, 4 (2019).
  17. Каприоли, Спитковский (D. Caprioli and A. Spitkovsky), Astrophys. J. 794, 47 (2014).
  18. Каприоли и др. (D. Caprioli, A.-R. Pop, and A. Spitkovsky), Astrophys. J. (Lett.) 798, L28 (2015).
  19. Карпентер, Андерсон (D.L. Carpenter and R.R. Anderson), J. Geophys. Res. 97, A2, 1097 (1992).
  20. Кропотина и др. (J. Kropotina, A. Bykov, A. Krassilchtchikov, and K. Levenfish), Commun. Comput. Inf. Sci. 965, 242 (2019).
  21. Кропотина и др. (J.A. Kropotina, L. Webster, A.V. Artemyev, A.M. Bykov, D.L. Vainchtein, and I.Y. Vasko), Astrophys. J. 913, 142 (2021).
  22. Кропотина и др. (J.A. Kropotina, A.A. Petrukovich, O.M. Chugunova, and A.M. Bykov), MNRAS 524, 2934 (2023).
  23. Крымский Г.Ф., Докл. АН СССР 234(6), 1306 (1977).
  24. Ли (M.A. Lee), J. Geophys. Res. 87, A7, 5063 (1982).
  25. Лин (Y. Lin), J. Geophys. Res. 108, A11, 1390 (2003).
  26. Мейер и др. (D.M.A. Meyer, J. Mackey, N. Langer, V.V. Gvaramadze, A. Mignone, R.G. Izzard, and L. Kaper), MNRAS 444, 2754 (2014).
  27. Огино, Уолкер (T. Ogino and R.J. Walker), J. Geophys. Res. 91, 5624 (1985).
  28. Омиди и др. (N. Omidi, X. Blanco-Cano, C.T. Russell, and H. Karimabadi), Adv. Space Res. 33, 1996 (2004).
  29. Оруза и др. (L. Orusa, D. Caprioli, L. Sironi, and A. Spitkovsky), eprint arXiv:2507.13436 (2025).
  30. Рассел, Хоппе (C.T. Russell and M.M. Hoppe), Space Sci. Rev. 34, 155 (1983).
  31. Сандберг и др. (T. Sundberg, C.T. Haynes, D. Burgess, and C.X. Mazelle), Astrophys. J. 820, 21 (2016).
  32. Свифт (D.W. Swift), J. Comput. Phys. 126, 109 (1996).
  33. Турк и др. (L. Turc, D. Fontaine, P. Savoini, and R. Modolo), J. Geophys. Res. Space Phys. 120, 6133 (2015).
  34. Ха и др. (J.H. Ha, D. Ryu, H. Kang, and A.J. van Marle), Astrophys. J. 864, 105 (2018).
  35. Хануш и др. (A. Hanusch, T.V. Liseykina, and M. Malkov), Astrophys. J. 872, 108 (2019).
  36. Эллисон и др. (D.C. Ellison, E. Mobius, and G. Paschmann), Astrophys. J. 352, 376 (1990).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».