Дмитрий Олегович Чернышов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им.П.Н. Лебедева РАН

Взаимодействие космических лучей с молекулярными облаками
Догель, В.А., Чернышов Д.О., Ивлев А.В., Малышев Д., Strong, A.W., Cheng, K.S.

Молекулярные облака играют важную роль в исследованиях космических лучей. За счет своей высокой массы и плотности они могут быть использованы как "космические калориметры", позволяющие оценить плотность космических лучей в удаленных от Земли областях Вселенной. Однако для проведения корректной оценки необходимо знать, как именно заряженные частицы проникают в области с большой плотностью газа. 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 предлагаем простое аналитическое решение данной задачи, которое по известным данным о межзвездной среде и конкретном молекулярном облаке позволяет оценить поток частиц в само облако. При этом выражение для потока является универсальным - поток зависит от характеристик среды, но практически не зависит от плотности или спектральных свойств космических лучей в окрестности облака.