Обогащение солнечных космических лучей тяжёлыми и сверхтяжёлыми элементами: математическая модель и результаты расчётов

Данная статья посвящена разработке математической модели явления обогащения солнечных космических лучей (СКЛ) тяжёлыми элементами при одновременном протекании процессов инжекции частиц и формирования СКЛ. Считается, что обогащение СКЛ происходит в атмосфере Солнца на стадии инжекции, после чего обогащённые тяжёлыми элементами СКЛ распространяются в межпланетном пространстве без значимого изменения состава. Разработанная модель основана на численном решении уравнения Фоккера — Планка, описывающего процесс инжекции частиц в состав СКЛ при их бесстолкновительном взаимодействии с плазмонами ионно-звуковой турбулентности вспышечной плазмы Солнца. Для моделирования используется модифицированный метод частиц в ячейках. В работе установлено, что основным фактором, определяющим форму и вид графика зависимости коэффициента обогащения от атомного номера элементов, является ионизационная температура вспышечной плазмы; вариация других параметров модели (плотность энергии ионно-звуковой турбулентности, напряжённость магнитного поля) приводит лишь к «повороту» графика относительно базового элемента (кислорода) без значимого изменения формы графика. Таким образом, форма графика зависимости коэффициента обогащения элементов от их массовых чисел может использоваться в процедуре оценивания ионизационной температуры вспышечной солнечной плазмы. Показано, что обогащение СКЛ сверхтяжёлыми элементами и нейтронно-избыточными изотопами тяжёлых элементов может быть объяснено за счёт взаимодействия частиц плазмы с ионно-звуковыми волнами.