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日托体内银河宇宙射线调制的数值模型

高能天体物理现象 2025-09-04 v1 天体物理仪器与方法 太阳与恒星天体物理 计算物理 等离子体物理

摘要

考虑银河宇宙射线(GCRs)穿透日托体到达太阳附近的数值模型。银河宇宙射线是能量超过每核10 MeV的带电粒子,来源于远离我们太阳系边界的地方。在穿透日托体——即充满太阳风的太空区域——时,它们与星际磁场发生强烈相互作用。本文介绍求解所谓Parker输运方程的 isotropic速度分布函数的数值方法。该方程包括对流项、各向异性扩散、绝热冷却以及漂移。此外,扩散系数随空间和能量变化,数个数量级。我们的數值方法基于有限差分法(Crank-Nicolson方案)和随机微分方程(SDE)方法。數值方法在简化条件下针对已知解析解进行了验证。对于涉及各向异性扩散和Parker螺旋星际磁场配置的一般问题,我们采用最有效且最灵活的SDE方法,并将數值结果与Kota & Jokipii (1983)和Burger (2012)的工作数据进行比较。我们特别关注在模型中Incorporate沿日托体电子层的漂移。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.03326,
  title  = {Numerical Modeling of Galactic Cosmic Ray Modulation in the Heliosphere},
  author = {D. A. Shestakov and V. V. Izmodenov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.03326},
  year   = {2025}
}

备注

Submitted to Lobachevskii Journal of Mathematics