课题基金 / 基金详情

宇宙线对外日球层结构的影响

批准号:
41874171
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
郭孝城
学科分类:
空间物理学
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
王宇贤、吴琼、曹世豪

项目摘要

结项摘要

项目成果

郭孝城的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
2012年夏天,旅行者1号探测器成功地穿越太阳系边缘(日球层顶)并进入了星际空间。传统认为日球层顶是一个压力平衡结构,将内外日球层鞘区分隔开来。在日球层附近,太阳风的总压力,包含了pickup ions和异常宇宙线(Anomalous cosmic rays即ACRs)约等于星际介质和磁场压力的总和。如果其中某个压力突然改变的话,那么日球层会向内压缩或向外膨胀以补偿这种压力变化并达到新的平衡态。基于旅行者1号的观测,部分ACRs可能已经跨越日球层顶并逃逸进入星际介质,这样一个过程并没有被之前的日球层MHD模型所考虑。所以这里我们将评估ACR的逃逸对日球层结构的影响,采用的方法是在传统的MHD方程里引入宇宙线扩散方程,我们期待这样的一种处理方式能够解释已有的MHD模型预测日球层顶比实际观测要大的问题,并结合旅行者探测器对终止激波的探测数据,对宇宙线的作用提出新的思路。
英文摘要
A major Voyager discovery in deep space exploration was made in the summer of 2012, when the Voyager 1 space probe crossed the boundary of the solar system, known as the heliopause, and for the first time entered interstellar space. The heliopause is a pressure balanced structure that separates the inner and outer heliosheaths. The total pressure of the solar wind particles, including pickup ions and anomalous cosmic rays(ACRs), is approximately equal to the pressure of the interstellar gas and its magnetic field on the outer side. Should one of the pressure change, the heliosphere will shrink or expand in response, to compensate for the imbalance and reach a new equilibrium state. Based on Voyager 1 observations, some ACRs may have crossed the heliopause and escaped into the interstellar medium, providing a mechanism of energy transfer between the inner and outer heliosheaths that is not included in conventional MHD models. Here we evaluate the effect of ACR escape on the size and shape of the heliosphere using a simple model that includes the transport of cosmic rays across the heliopause. We show that this effect could be a possible explanation for the unexpectedly early heliopause encounter by Voyager 1.
2012年夏天,旅行者1号探测器成功地穿越太阳系边缘(日球层顶)并进入了星际空间。传统认为日球层顶是一个压力平衡结构,将内外日球层鞘区分隔开来。在日球层附近,太阳风的总压力,包含了pickup ions和异常宇宙线(Anomalous cosmic rays即ACRs)约等于星际介质和磁场压力的总和。如果其中某个压力突然改变的话,那么日球层会向内压缩或向外膨胀以补偿这种压力变化并达到新的平衡态。基于旅行者1号的观测,部分ACRs可能已经跨越日球层顶并逃逸进入星际介质,这样一个过程并没有被之前的日球层MHD模型所考虑。通过该项目的研究,我们评估了ACR的逃逸对日球层结构的影响,结果能够解释已有的理论模型预测日球层顶比实际观测要大的问题;此外,我们结合旅行者探测器对终止激波的探测数据,提出异常宇宙线的作用也可能导致了终止激波的南北不对称性。由于此前的理论研究均未考虑到ACR对外日球层的作用,该研究对外日球层全球数值模拟具有重要的指导意义。此外,除了异常宇宙线研究外,我们也对银河宇宙线在近地的调制,太阳风在外日球层的演化传播进行了观测和模拟研究。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A Global MHD Simulation of Outer Heliosphere Including Anomalous Cosmic-Rays
包括异常宇宙射线在内的外日光层的全球 MHD 模拟
DOI: 10.3847/1538-4357/ab262b
发表时间: 2019
期刊: The Astrophysical Journal
影响因子: --
作者: [Guo X., V. Florinski, C. Wang]
通讯作者: C. Wang
Dynamical Coupling between Anomalous Cosmic Rays and Solar Wind in Outer Heliosphere
外日球层异常宇宙线与太阳风的动力耦合
DOI: 10.3847/1538-4357/ac82ed
发表时间: 2022
期刊: The Astrophysical Journal
影响因子: --
作者: [Xiaocheng Guo, Yucheng Zhou, Vladimir Florinski, Chi Wang]
通讯作者: Chi Wang
DOI: 10.15982/j.issn.2096-9287.2020.20200059
发表时间: 2020
期刊: 深空探测学报
影响因子: --
作者: [郭孝城, 周昱成, 王赤, 李晖]
通讯作者: 李晖
Statistical Investigation on Galactic Cosmic Rays and Solar Wind Variation Based on ACE Observations
基于ACE观测的银河系宇宙线和太阳风变化的统计研究
DOI: 10.1016/j.chinastron.2021.05.002
发表时间: 2021-04
期刊: Chinese Astronomy and Astrophysics
影响因子: --
作者: [Guo Xiaocheng, Jiang Wence, Li Hui]
通讯作者: Li Hui
10
    太阳系边际区介质的结构特征与演化规律
    • 批准号:
      42150105
    • 项目类别:
      国际(地区)合作与交流项目
    • 资助金额:
      400万元
    • 批准年份:
      2021
    • 负责人:
      郭孝城
    • 依托单位:
    太阳风共转作用区对宇宙线的调制
    Kelvin-Helmholtz不稳定性引起的太阳风到磁层能量通量传输数值模拟研究
    基于地球磁层三维全球数值模拟的磁零点分析研究
    国内基金
    海外基金