Дмитрий Олегович Чернышов
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им.П.Н. Лебедева РАН
Взаимодействие космических лучей с молекулярными облаками
В.А. Догель, А.В. Ивлев, Д.О. Чернышов
Мы исследуем взаимодействие взаимодействие быстрых заряженных частиц с плотными областями в межзвездной среде, молекулярными облаками. Поскольку данные частицы испытывают в облаках значительные энергетические потери их плотность там меньше в сравнении с межзвездной средой. Градиент плотности частиц приводит к формированию уравнивающего потока из межзвездной среды внутрь облака. Данный поток подвержен потоковой неустойчивости и приводит к возбуждению МГД волн. Таким образом, задача о взаимодействии космических лучей с молекулярными облаками является нелинейной и должна учитывать турбулентность, возбужденную самими лучами. Мы проанализировали простую модель о тонкой слабоионизованной оболочке вокруг молекулярного облака, представленного толстой мишенью. Оказалось, что движение частиц описывается следующим образом: 1)Низкоэнергетичные частицы вморожены в поток и двигаются с альвеновской скоростью 2)Высокоэнергетичные частицы движутся без рассеяния 3)На промежуточных энергиях формируется тонкий "щит" из МГД волн вблизи облака, который частично отражает частицы назад. При этом вне "щита" частицы движутся без рассеяния, но их средняя скорость потока существенно меньше их собственной скорости. Таким образом, поток частиц с энергией в районе ГэВа в облако может быть снижен за счет самовозбужденной турбулентности, и этот факт необходимо учитывать при исследовании ионизации облаков и, возможно, их излучения.