Нестационарные течения частично-ионизованной плазмы с учетом эффектов перезарядки на границе гелиосферы и в межзвездной среде тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.03.03, кандидат физико-математических наук Проворникова, Елена Александровна

• Проворникова, Елена Александровна
• кандидат физико-математических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Проворникова, Елена Александровна

Оглавление

Введение

1 Модель взаимодействия солнечного ветра с частично-

ионизованной локальной межзвездной средой

1.1 Обзор моделей взаимодействия солнечного ветра с локальной межзвездной средой

1.2 Постановка задачи: основные уравнения, начальные и граничные условия

1.3 Численный метод решения

1.4 Стационарное решение задачи о взаимодействии солнечного ветра с набегающим потоком межзвездной среды

1.5 Выводы

2 Эволюция разрывов в сверхзвуковом солнечном ветре и в области гелиосферного ударного слоя

2.1 Обзор наблюдений и теоретических моделей нестационарных течений во внешней гелиосфере

2.2 Граничные условия в модели

2.3 Распространение двух ударных волн в гелиосферный ударный слой

2.4 Распространение периодических возмущений скорости во внешней гелиосфере. Эффект ослабления ударных волн в гелиосферном ударном слое

2.5 Выводы

3 Двухкомпонентная модель взаимодействия нейтрального межзвездного облака с окружающей горячей плазмой

3.1 Введение

3.2 Постановка задачи: «адиабатический» и изотермический случай. Численный метод решения

3.3 Газодинамическая структура области взаимодействия межзвездного облака и горячей плазмы

3.4 Оценка интенсивности рентгеновского излучения вследствие перезарядки

3.5 Время жизни межзвездных облаков в горячей плазме

3.6 Выводы

Заключение

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Нестационарные течения частично-ионизованной плазмы с учетом эффектов перезарядки на границе гелиосферы и в межзвездной среде»

Введение

В межзвездной среде широко распространены явления, в которых частично-ионизованный или нейтральный газ взаимодействует с полностью ионизованной горячей плазмой. Среди них можно выделить взаимодействие звездных ветров, в частности солнечного ветра, с окружающей локальной межзвездной средой (ЛМС); холодные нейтральные межзвездные облака, движущиеся в горячем ионизованном газе или захваченные горячим газом остатков сверхновой; распространение в плотном холодном межзвездном газе ударной волны от вспышки сверхновой звезды.

Теоретическое исследование области взаимодействия солнечного ветра с ЛМС представляет значительный интерес в связи с необходимостью объяснения экспериментальных данных, к которым относятся: прямые измерения плазмы солнечного ветра во внешней гелиосфере на космическом аппарате (КА) Вояджер 2 и магнитного поля на Вояджерах 1 и 2, измерения межзвездных атомов гелия и энергичных ионов на КА Улисс, измерения потоков энергичных нейтральных атомов на КА IBEX и других. Наблюдения свидетельствуют о многокомпонентом характере взаимодействия солнечного ветра с межзвездным газом и сложной структуре течения в этой области. После пересечения гелиосферной ударной волны в 2004 и 2007 гг., соответственно, К А Вояджер 1 и 2 впервые приступили к прямым измерениям гелиосферного ударного слоя - области дозвукового течения сжатой и нагретой плазмы на расстоянии ~ 100 а.е. Параметры солнечного ветра (плотность, скорость и

температура) в этой области измеряются на Вояджере 2 ([95, 94]). Аналогичный инструмент на КА Вояджер 1 не работает, но измерения энергетических спектров частиц низких энергий (> 10 кэВ), сделанные с помощью прибора LECP (Low-Energy Charged Particles), установленного на Вояджере 1, позволяют определить компоненты скорости солнечного ветра. Данные измерений показывают существенные изменения параметров солнечного ветра по мере движения космических аппаратов в гелиосферном ударном слое. Одним из важных факторов, влияющих на течение плазмы в этой области, являются нестационарные явления в потоке солнечного ветра, вызванные изменением солнечной активности. К таким явлениям относятся ускоренные выбросы солнечной плазмы в гелиосферу, коротационные области взаимодействия в солнечном ветре, изменения динамического давления солнечного ветра в 11-летнем цикле солнечной активности, ударные волны в солнечном ветре различного происхождения. Множество теоретических работ посвящено моделированию области взаимодействия солнечного ветра с JIMC в стационарном случае с учетом различных компонент и физических процессов, таких как влияние межзвездных атомов водорода [20], межзвездного магнитного поля [16, 49], захваченных ионов [64], галактической и аномальной компоненты космических лучей [70, 18]. Эти модели определили современное представление о структуре внешней гелиосферы. С целью исследования движений гелиосферной ударной волны в работах [24, 72, 73, 99, 100, 101, 21, 22, ?, 23] рассматривалось взаимодействие сильных разрывов (ударных волн, контактных разрывов) и возмущений динамического давления солнечного ветра с гелиосферной ударной волной. В настоящее время в связи с приближением КА Вояджер 1 и 2 к границе гелиосферы - гелиопаузе, а также увеличением солнечной активности большой интерес представляют исследования как нестационарных течений в гелиосферном ударном слое, так и взаимодей-

ствий различных разрывов (ударных волн, контактных разрывов) с гелиоиа-узой. Развитие нестационарных моделей крайне важно для анализа данных, получаемых на КА Вояджер 1 и 2. Этим задачам посвящена первая часть настоящей работы.

Актуальность исследования нейтральных межзвездных облаков, окруженных горячей плазмой, связана с необходимостью объяснения спектральных данных с космической рентгеновской обсерватории Chandra, рентгеновского телескопа XMM-Newton и спутника Suzaku. Наблюдаемые спектры мягкого рентгеновского излучения в диапазочне 0,1-1 кэВ от различных астрофизических областей взаимодействия нейтрального газа с плазмой показывают характерные яркие линии излучения, которые невозможно объяснить тепловыми процессами генерации рентгеновского излучения в высокотемпературной плазме. После открытия рентгеновского излучения от комет вследствие перезарядки тяжелых ионов солнечного ветра (например, С5+, (9+6) и нейтральных атомов кометного газа была высказана гипотеза, что процесс перезарядки может быть важным механизмом рентгеновского излучения и в других астрофизических областях взаимодействия нейтрального газа и горячей плазмы [57]. Объяснение спектральных особенностей таких областей в межзвездной среде, понимание их структуры и происходящих в них физических процессов требует создания корректных теоретических моделей. Ключевым процессом взаимодействия нейтрального газа и плазмы является процесс перезарядки протонов плазмы и нейтральных атомов. Процесс играет важную роль в динамической структуре таких областей (что было предсказано теоретически и подтверждено экспериментально в случае взаимодействия солнечного ветра с J1MC) и, действуя между тяжелыми ионами плазмы и нейтральными атомами, является источником рентгеновского излучения. В существующих до настоящего времени моделях [6, 78, 44, 33, 35, 103, 66]

межзвездных облаков этот процесс не учитывался. Во второй части диссертации представлена двухкомпонентная модель нейтрального облака в горячей плазме с учетом процесса перезарядки. Разработка новых рентгеновских телескопов с большим спектральным и угловым разрешением («Спектр РГ» с планируемым запуском в 2015) позволит обнаружить удаленные астрофизические источники рентгеновского излучения вследствие перезарядки (остатки сверхновых, области формирования звезд, высокоскоростные холодные облака, движущиеся в горячей среде), что делает данное направление исследований особенно актуальным.

Главной целью работы является исследование нестационарных течений в областях взаимодействия плазмы с частично-ионизованным или нейтральным газом в рамках магнитогидродинамических (МГД) и газодинамических моделей на примере двух астрофизических явлений: (1) взаимодействия солнечного ветра с ЛМС; (2) взаимодействия холодного нейтрального межзвездного облака с горячей плазмой.

В работе:

1. Проводится исследование распространения сильных разрывов в плазме солнечного ветра в область взаимодействия солнечного ветра с ЛМС в рамках трехмерной МГД модели. (Глава 2)

2. Дается объяснение наблюдаемого на Вояджере 2 эффекта ослабления интенсивности ударных волн в области гелиосферного ударного слоя. (Глава 2)

3. Проводится построение двухкомпонентной газодинамической модели взаимодействия холодного нейтрального межзвездного облака с окружающей горячей плазмой с учетом процесса перезарядки. (Глава 3)

4. Исследуется влияние процесса перезарядки на газодинамическую струк-

туру области взаимодействия холодного нейтрального газа и горячей плазмы. (Глава 3)

5. Дается оценка интенсивности рентгеновского излучения вследствие перезарядки от локальных межзвездных облаков на основе результатов двухкомпонентной газодинамической модели. (Глава 3)

Структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы.

В первой главе сформулирована трехмерная МГД модель взаимодействия солнечного ветра с набегающим потоком ЛМС. В разделе 1.1 дается краткий обзор существующих моделей взаимодействия солнечного ветра с ЛМС. Далее в разделе 1.2 формулируется система уравнений, начальные и граничные условия, описывающие стационарное взаимодействие сферически-симметричного сверхзвукового потока полностью ионизованной плазмы солнечного ветра и параллельного набегающего потока частично-ионизованного газа ЛМС. Взаимодействие двух потоков рассматривается в двухкомпонент-ном приближении с учетом процесса перезарядки между заряженной (плазма) и нейтральной (атомы водорода) компонентами среды. В разделе 1.3 кратко изложен численный метод решения сформулированной системы уравнений с использованием схемы НЬЬЕ (Найеп-Ьах-уап Ьеег-ЕтГесй), основанный на улучшенной разностной схеме Ро второго порядка аппроксимации. В разделе 1.4 представлены результаты численного решения задачи. На основе полученных распределений газодинамических параметров плазмы описана структура области взаимодействия солнечного ветра с ЛМС, показано влияние процесса перезарядки между протонами плазмы и межзвездными ато-

мами водорода на параметры солнечного ветра. Полученное в данной главе стационарное решение используется в качестве начального при исследовании нестационарных течений в главе 2. В разделе 1.5 приведены выводы по результатам, полученным в первой главе.

Вторая глава посвящена моделированию распространения произвольных разрывов в сверхзвуковом солнечном ветре и в области гелиосферного ударного слоя. Рассматривается две задачи: 1) распространение произвольного разрыва скорости солнечного ветра; 2) эволюция периодических скачкообразных изменений скорости солнечного ветра. В разделе 2.1 дан краткий обзор наблюдательных данных и теоретических исследований нестационарных течений солнечного ветра во внешней гелиосфере, вызванных распространением ударных волн, тангенциальных разрывов и возмущений динамического давления солнечного ветра. Далее (раздел2.2) описаны граничные условия, задаваемые в сверхзвуковом солнечном ветре в модели взаимодействия солнечного ветра с ЛМС, описанной в главе 1 данной работы: (1) произвольный разрыв радиальной скорости солнечного ветра; (2) периодические скачкообразные изменения скорости солнечного ветра. Выбранные граничные условия позволяют исследовать эффекты, связанные с распространением во внешнюю гелиосферу ускоренных выбросов солнечной плазмы и коротационных областей взаимодействия. В разделе 2.3 представлены результаты численного решения с граничными условиями первого типа. Поэтапно проводится анализ МГД течения солнечного ветра при распространении возмущения, включающего в себя две ударных волны и тангенциальный разрыв: 1) в сверхзвуковом солнечном ветре; 2) взаимодействие с гелиосферной ударной волной; 3) распространение в гелиосферном ударном слое; 4) взаимодействие с гелиопаузой и последующее течение в ударном слое. Определены амплитуды возмущений газодинамических параметров солнечного ветра в области между ударными

волнами, типы образующихся волн и сильных разрывов при прохождении пары ударных волн через гелиосферную ударную волну и величины изменения параметров солнечного ветра на разрывах в гелиосферном ударном слое. В разделе 2.4 представлены результаты численного решения с граничными условиями второго типа. Исследуется эволюция последовательности образовавшихся передних и обратных ударных волн, взаимодействующих с волнами разрежения, в сверхзвуковом солнечном ветре и гелиосферном ударном слое. Проводится качественное сравнение результатов численного моделирования с экспериментальными данными КА Вояджер 2 в период солнечного минимума. В разделе 2.5 приведены выводы по результатам, полученным во второй главе.

В третьей главе рассматривается взаимодействие межзвездного облака, заполненного холодным нейтральным газом атомарного водорода, с окружающей горячей плазмой в рамках двухкомионентной газодинамической модели. В модели учитывается процесс перезарядки атомов водорода и протонов плазмы, а также проводится качественная оценка влияния электронной тепловодности в плазме. В разделе 3.1 приводится краткий обзор существующих однокомпонентных моделей взаимодействия нейтральных или частично-ионизованных межзвездных облаков с окружающим горячим газом с учетом различных физических процессов (теплопроводности, магнитного поля, фотоионизации, радиационного охлаждения и нагрева). В разделе3.2 предложена новая двухкомпонентная газодинамическая модель взаимодействия холодного нейтрального облака с горячей плазмой. Сформулирована математическая постановка задачи, состоящая из двух систем уравнений Эйлера для описания нейтральной и заряженной компонент среды, начальных и граничных условий задачи. Взаимодействие нейтрального газа и плазмы в процессе перезарядки учитывается в источниковых членах в уравнениях сохранения

импульса и энергии. Рассматривается два предельных случая взаимодействия нейтрального облака и плазмы: «адиабатический» и изотермический. Описан численный метод решения задачи с использованием метода Годунова с улучшенным на непрерывных течениях порядком точности, реализованный на подвижной сетке с выделением газодинамических разрывов. В разделе 3.3 по результатам численного решения описана газодинамическая структура области взаимодействия нейтрального облака и горячей плазмы в «адиабатическом» и изотермическом случаях. Показана роль процесса перезарядки в формировании переходной области, разделяющей холодное нейтральное облако и горячую плазму. Приведены распределения плотности, скорости и температуры нейтрального газа и плазмы в переходной области, а также изменения распределений параметров со временем с момента начала взаимодействия. Описаны эффекты, связанные с влиянием процесса электронной теплопроводности на взаимодействие нейтрального газа и плазмы, в рамках модели, в которой течение плазмы предполагается изотермическим. В разделе 3.4 проводится оценка интенсивности рентгеновского излучения вследствие перезарядки тяжелых многократно ионизованных ионов плазмы и нейтральных атомов из переходной области на границе межзвездного облака. Полученная интенсивность сравнивается с интенсивностью диффузного излучения от протяженных межзвездных областей, заполненных горячей плазмой. В разделе 3.5 в рамках изотермической модели определены времена жизни Локальных межзвездных облаков, окруженных горячей плазмой Локального пузыря. Полученные времена сравниваются с результатами существующих одножидкостных моделей. В разделе 3.6 приведены выводы по результатам, полученным в третьей главе.

В Заключении приведены основные результаты и выводы работы.

Научная новизна

В диссертации представлены следующие новые результаты.

1. Впервые в рамках трехмерной МГД модели исследовано распространение (в область взаимодействия солнечного ветра с ЛМС) возмущения солнечного ветра, включающего в себя две ударные волны (переднюю и обратную). Проведен детальный анализ структуры течения плазмы в гелиосферном ударном слое при взаимодействии возмущения с гелио-сферной ударной волной и гелиопаузой. Определены типы МГД сильных разрывов и волн, образующихся в ударном слое, и амплитуды изменения газодинамических параметров плазмы на разрывах.

2. В рамках МГД модели впервые предложено объяснение ослабления интенсивности ударных волн коротационных областей взаимодействия в солнечном ветре при их распространении в область гелиосферного ударного слоя. Такое ослабление наблюдается на КА Вояджер 2 в период солнечного минимума. В результате взаимодействия ударных волн с волнами разрежения в сверхзвуковом солнечном ветре скачки параметров на ударных волнах существенно уменьшаются.

3. Разработана новая двухкомпонентная газодинамическая модель взаимодействия холодных нейтральных межзвездных облаков с окружающей горячей плазмой с учетом процесса перезарядки.

4. Выявлено, что процесс перезарядки может быть одним из механизмов, обеспечивающих существование межзвездных облаков в горячей плазме.

5. Обнаружено, что интенсивность рентгеновского излучения вследствие перезарядки от сравнительно узких переходных областей на границе

холодных межзвездных облаков сравнима с интенсивностью рентгеновского излучения от крупномасштабных областей, заполненных горячей плазмой.

Научная и практическая значимость

Научная ценность работы обусловлена возможностью применения математических постановок задач, методов исследования и полученных результатов к изучению ряда астрофизических явлений, в которых возникают нестационарные течения частично-ионизованной плазмы. Методы и подходы, используемые для описания течения плазмы солнечного ветра в гелиосфере и на ее границах, могут быть использованы при исследовании астросфер других звезд, в частности изменений свойств звездных ветров со временем. Двух-компонентная модель взаимодействия холодного нейтрального газа и горячей плазмы с учетом эффектов перезарядки может быть использована для усовершенствования существующих моделей межзвездных облаков, движущихся в горячей плазме. Разработанная модель может быть применена для исследования различных астрофизических явлений, таких как: а) галактический ветер, взаимодействующий с холодным плотным облаком гало; б) высокоскоростное холодное нейтральное облако, движущееся в горячем ионизованном газе гало; в) плотные нейтральные облака, захваченные горячим газом остатков сверхновой. Практическая значимость работы заключается в возможности применения разработанных численных физико-математических моделей к анализу экспериментальных данных с космических аппаратов Вояджер 1 и 2, рентгеновских обсерваторий Chandra, XMM-Newton и Suzaku.

Методы исследования

В работе исследования проводятся в рамках математических моделей нестационарных одномерных и трехмерных течений с учетом эффектов процесса перезарядки. Для описания движения среды используются газодинамические уравнения Эйлера и уравнения идеальной МГД, в которые дополнительно включены источниковые члены, учитывающие обмен импульсом и энергией между нейтральной и заряженной компонентами при перезарядке. Для решения сформулированных задач используются численные методы Годунова и НЪЬЕ (Найеп-Ьах-уап Ьеег-Ет£е1с11;) с улучшенным порядком аппроксимации, реализованные на подвижных и адаптивных пространственных сетках.

Достоверность результатов

Достоверность полученных в диссертации результатов обеспечена использованием классических уравнений газовой динамики и магнитной гидродинамики при построении математических моделей; точностью применяемых численных схем для решения этих уравнений; тестированием программ на примерах классических задач, имеющих известные аналитические решения; согласованием ряда полученных в работе результатов с результатами исследований по данной тематике, опубликованных ранее в научной литературе. Также некоторые результаты моделирования показывают качественное согласование с экспериментальными данными с К А Вояджер 2.

Новые результаты и положения, выносимые на защиту

1. Исследовано распространение возмущения в солнечном ветре, включающего в себя две ударных волны (переднюю и обратную) и тангенциаль-

ный разрыв между ними, в область гелиосферного ударного слоя в рамках трехмерной МГД модели взаимодействия солнечного ветра с ЛМС. Показано, что в гелиосферном ударном слое возникает сложная структура течения: за впереди идущей ударной волной образуется возмущенная область течения с несколькими тангенциальными разрывами и быстрыми волнами разрежения. В результате взаимодействия впереди идущей ударной волны с гелиопаузой образуется быстрая магнитозвуковая волна, распространяющаяся обратно в ударный слой и взаимодействующая с гелиосферной ударной волной. Отраженная от ударной волны магнитозвуковая волна сносится потоком солнечного ветра в хвостовую часть гелиосферы.

2. Теоретически обоснован эффект ослабления интенсивности коротацион-ных ударных волн в гелиосферном ударном слое. Показано, что в результате взаимодействия передних и обратных ударных волн с волнами разрежения в сверхзвуковом солнечном ветре скачки параметров на обратных волнах становятся пренебрежимо малы, передние ударные волны ослабевают. В результате взаимодействия слабых передних ударных волн с гелиосферной ударной волной в ударный слой распространяются малые возмущения параметров плазмы. Получено качественное согласование результатов с наблюдениями на Вояджере 2 в период солнечного минимума.

3. Разработана двухкомпонентная газодинамическая модель взаимодействия холодного нейтрального межзвездного облака с окружающей горячей плазмой, учитывающая процесс перезарядки. Исследована газодинамическая структура переходной области на границе холодного межзвездного облака. Показано, что взаимодействие нейтрального газа и плазмы

в процессе перезарядки приводит к формированию переходной области на границе облака со значительными концентрациями атомов водорода и плазмы. По результатам изотермической модели дана оценка влияния процесса электронной теплопроводности в плазме. При взаимодействии с горячей изотермической плазмой облако нагревается и «испаряется» за конечное время. В предположении, что характерный масштаб Локального межзвездного облака, в котором движется Солнце, равен Зпк и параметры нейтрального газа в облаке пн — 0,25см-3, Тн = 7000 К, получена оценка времени существования облака в горячем Локальном пузыре, равная 1,5 млн лет.

4. Исследована роль процесса перезарядки многократно ионизованных ионов плазмы и нейтральных атомов в генерации рентгеновского излучения в областях взаимодействия холодного нейтрального газа и горячей плазмы в межзвездной среде. В рамках двухкомпонентной модели получено, что интенсивность рентгеновского излучения вследствие перезарядки от сравнительно узких переходных областей на границе межзвездных облаков сравнима по величине с интенсивностью диффузного рентгеновского излучения от окружающей их горячей плазмы.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю Измоденову Владиславу Валерьевичу за помощь в выполнении работы.

Заключение диссертации по теме «Физика Солнца», Проворникова, Елена Александровна

3.6 Выводы

В данной главе была представлена двухкомпонентная газодинамическая модель взаимодействия холодного нейтрального межзвездного облака и окружающей горячей плазмы. Предполагалось, что нейтральная и заряженная компоненты взаимодействуют в процессе перезарядки. Задача рассмотрена в двух предельных случаях - «адиабатическом» и изотермическом. В «адиабатическом» случае процессами теплопроводности в плазме пренебрегалось. В изотермическом случае течение плазмы считалось изотермическим в силу эффективного процесса электронной теплопроводности. Получено газодинамическое решение, описывающее структуру области взаимодействия нейтрального облака и плазмы. В рамках «адиабатической» модели получены следующие результаты:

• Взаимодействие холодного нейтрального газа облака и горячей плазмы при перезарядке приводит к формированию переходной области на границе облака;

• В переходной области велики концентрации нейтрального газа и плазмы;

• В переходной области температура среды (нейтрального газа и плазмы) принимает все промежуточные значения от Т\ в холодном облаке до Т2 в горячей плазме;

• В течение всего времени взаимодействия облака и окружающей плазмы облако остается холодным, и его граница - практически неподвижной;

• Интенсивность рентгеновского излучения вследствие перезарядки многократно ионизованных ионов плазмы и нейтральных атомов водорода от узкой переходной области на границе облака на два порядка превышает интенсивность рентгеновского излучения от протяженной области с горячей плазмой.

Следующие результаты получены в рамках изотермической модели межзвездного облака в горячей плазме:

• Взаимодействие нейтрального облака с горячей изотермической плазмой приводит к нагреву облака;

• Время жизни межзвездных облаков с характерными размерами 0,2 -3 пк, концентрацией частиц ~ 0,25 см-3 и температурой ~ 7000 К, окруженных горячей плазмой Локального пузыря с параметрами пр = 0,0009см~3 and Тр = 106 К составляет 0,2—1,5 млн лет. Время жизни Локального межзвездного облака, в котором движется Солнце, составляет 1,5 млн лет.

• Интенсивность рентгеновского излучения вследствие перезарядки от узких переходных областей на границе межзвездных облаков оказывается одного порядка с интенсивностью рентгеновского излучения от протяженных горячих областей в межзвездной среде. Это означает, что при анализе экспериментальных данных по рентгеновскому излучению от различных астрофизических объектов, где нейтральный или частично-ионизованный газ взаимодействует с плазмой (в частности, полученных на рентгеновских телескопах Chandra, XMM-Newton), важно учитывать вклад рентгеновского излучения, возникающего при перезарядке тяжелых многократно ионизованных ионов плазмы и нейтральных атомов.

Результаты, полученные в данной главе, изложены в работах [85, 84, 86, 9, 87, 7, 8, 86, 88, 11, 10]

Заключение

В работе проведено исследование нестационарных течений частично-ионизованной плазмы в двух явлениях: 1) области взаимодействия солнечного ветра с локальной межзвездной средой и 2) области взаимодействия межзвездного облака и окружающей горячей плазмой. Для описания течений использовались двухкомпонентные магнитогидродинамические и газодинамические модели, в которых учитывается процесс перезарядки между нейтральными атомами и протонами плазмы. Результаты численного моделирования использовались для качественного анализа экспериментальных данных с космического аппарата Вояджер 2. Основные результаты, полученные в работе:

1. Описана структура течения в гелиосферном ударном слое при распространении возмущения, включающего в себя две ударных волны (переднюю и обратную). Показано, что в гелиосферном ударном слое образуется протяженная (в радиальном направлении) область возмущенного течения с впереди идущей ударной волной, несколькими тангенциальными разрывами и быстрыми волнами разрежения. При приближении к гелиопаузе интенсивность передней ударной волны уменьшается, скорость ее распространения убывает, амплитуды возмущений параметров плазмы и магнитного поля на разрывах и волнах уменьшаются. Показано, что в результате взаимодействия ударной волны и гелиопаузы возпикает быстрая магнитозвуковая волна, движущаяся обратно в ударный слой. Взаимодействие магнитозвуковой волны с гелиосферной ударной волной приводит к смещению положения ударной волны и последующему отражению магнитозвуковых волн в ударный слой.

2. Исследовано изменение интенсивности и скорости распространения передних и обратных ударных волн при их взаимодействии с волнами разрежения в сверхзвуковом солнечном ветре. Показано, что скачки параметров солнечного ветра на обратных ударных волнах во внешней ге-лиосфере становятся пренебрежимо малыми. Передние ударные волны становятся слабыми из-за взаимодействия с волнами разрежения.

3. На основе результатов МГД модели установлено, что в результате взаимодействия гелиосферной ударной волны и передних ударных волн, которые были ослаблены из-за взаимодействия с волнами разрежения, в гелиосферный ударный слой распространяются малые возмущения параметров солнечного ветра.

4. Теоретически обосновано отсутствие в наблюдениях на Вояджере 2 ко-ротационных передних ударных волн в гелиосферном ударном слое, в то время как эти ударные волны наблюдаются в сверхзвуковом солнечном ветре.

5. Разработана двухкомпонентная газодинамическая модель взаимодействия холодного нейтрального межзвездного облака с окружающей горячей плазмой с учетом процесса перезарядки. В рамках модели проведена оценка влияния процесса электронной теплопроводности в плазме на структуру области взаимодействия.

6. Определена газодинамическая структура границы облака и описана эволюция переходной области со временем. Получено, что в переходной области концентрации нейтральных атомов и ионов плазмы достигают максимума. В рамках «адиабатической» модели (в отсутствии процессов теплопроводности) получено, что в течение всего времени взаимодействия облака и горячей плазмы облако остается холодным, и его граница практически неподвижной. В рамках изотермической модели (течение горячей плазмы - изотермическое) показано, что облако нагревается за счет перезарядки атомов водорода с горячими протонами плазмы. На основе результатов изотермической модели вычислены времена жизни межзвездных облаков в горячей плазме. В предположении, что характерный масштаб Локального межзвездного облака, в котором движется Солнце, равен Зпк и параметры нейтрального газа в облаке пн = 0,25 см~3, Т# = 7000К получена оценка времени существования облака, равная 1,5 млн лет.

7. Исследована роль процесса перезарядки в генерации рентгеновского излучения в областях взаимодействия холодного нейтрального газа и горячей плазмы. В рамках двухкомпонентной модели получено, что интенсивность рентгеновского излучения вследствие перезарядки от холодных межзвездных облаков сравнима по величине с интенсивностью диффузного рентгеновского излучения от окружающей их горячей плазмы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Проворникова, Елена Александровна, 2013 год

Литература

[1] Баранов В.Б., Краснобаев К.В., Куликовский А.Г. Модель взаимодействия солнечного ветра с межзвездной средой// ДАН СССР. 1970. Т. 194. №1. С. 41-44.

[2] Баранов В.Б., Краснобаев К.В. О модели взаимодействия солнечного ветра с межзвездной средой// Космич. исслед. 1971. Т. 9. №4. С. 620-622.

[3] Баранов В.Б., Краснобаев К.В. Гидродинамическая теория космической плазмы. М.: Наука, 1977. 335 с.

[4] Баранов В.Б., Ермаков М.К., Лебедев М.Г. Трехкомпонентная газодинамическая модель взаимодействия солнечного ветра с межзвездной средой// Изв. АН СССР. МЖГ. 1981. №5. С. 123-128.

[5] Годунов С.К., Забродин A.B., Иванов М.Я. и др. Численное решение многомерных задач газовой динамики. М.: Наука, 1976. 400 с.

[6] Зельдович Я.Б., Пикельнер С.Б., Фазовое равновесие и динамика газа при объемном нагревании и охлаждении// Журнал эксп. и теор. физики. 1969. Т. 56. Выи. 1. С. 310-315.

[7] ПроворниковаЕ.А., Алексашов Д.Б., Измоденов В.В Газодинамическое моделирование взаимодействия нейтральных межзвездных облаков с окружающей их горячей плазмой // Сборник статей «Актуальные про-

блемы механики». Под ред. член-кор. РАН С.Т. Суржикова. М.: Наука, 2010. С. 125-150.

[8] ПроворниковаЕ.А., Измоденов В.В Двухкомпонентная газодинамическая модель взаимодействия холодного нейтрального облака и горячей плазмы с учетом процесса перезарядки и электронной теплопроводности // Сборник научных трудов всероссийской школы-семинара «Астрофизика и физическая механика классических и квантовых систем». М.: ИПМех РАН, 2008. С. 98-102.

[9] ПроворниковаЕ.А. Газодинамическое моделирование холодного нейтрального облака окруженного горячей плазмой // Материалы докладов XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов». Подсекция Механика. Апрель 2009.

[10] Измоденов В.В., ПроворниковаЕ.А. Время жизни холодных облаков в межзвездной среде// Ломоносовские чтения. Секция механики. 19-23 апреля 2010г. Тезисы конференции. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 2010.

[11] Проворникова Е.А. Время жизни межзвездных облаков в горячей плазме // Сборник абстрактов VIII конференции для молодых ученых «Фундаментальные и прикладные космические исследования», 14-15 апреля 2011, Москва, ИКИ РАН. С. 45.

[12] ПроворниковаЕ.А., Измоденов В.В. Течение в гелиосферном ударном слое при прохождении пары межпланетных ударных волн// Сборник тезисов докладов 7-й ежегодной конференции «Физика плазмы в солнечной системе», 6-10 февраля 2012. М.: ИКИ РАН, 2012. С. 28.

[13] Рождественский Б. Л. ЯненкоН.Н. Системы квазилинейных уравнений и их приложение к газовой динамике. М.: Наука, 1978.

[14] СпитцерЛ. Физика полностью ионизированного газа. М.: Издательство иностранной литературы, 1957.

[15] ЧерныйГ.Г. Газовая динамика. М.: Наука, 1988. 424с.

[16] AleksashovD.B., BaranovV.B., BarskyE.V., MyasnikovA.V. An Axisymmetric Magnetohydrodynamic Model for the Interaction of the Solar Wind with the Local Interstellar Medium//Astron. Let. 2000. V. 26. P. 743-749.

[17] AlexashovD., Izmodenov V. V. Kinetic vs. multi-fluid models of H atoms in the heliospheric interface: a comparison// Astron. Astrophys. 2005. V. 439. P. 1171-1181.

[18] AlexashovD. В., ChalovS.V., MyasnikovA.V., Izmodenov V.V., KallenbachR. The dynamical role of anomalous cosmic rays in the outer heliosphere// Astron. Astrophys. V. 420. P. 729-736.

[19] BaranovV.B., LebedevM.G., MalamaYu.G. The influence of the interface between heliosphere and the local interstellar medium on the penetration of the H-atoms to the solar system // Astrophys. J. 1991. V. 375. №1. P. 347 -351.

[20] Baranov V. В., Malama Yu. G. Model of the Solar Wind Interaction With the Local Interstellar Medium:Numerical Solution of Self-Consistent Problem //J. Geophys. Res. 1993. V.98. P. 15157-15163.

[21] Baranov V.В., BarminA.A., PushkarE.A. On the interaction of interplanetary shock waves with a stationary shock wave in the solar wind:oblique magnetohydrodynamic interaction// Astron. Lett. 1996. V. 22. P. 555-561.

[22] Baranov V.B., BarminA.A., PushkarE.A. Interaction of interplanetary shocks with the heliospheric termination shock: Two-dimensional magnetohydrodynamic model// J. Geophys. Res. 1996. V. 101. P. 2746527482.

[23] Baranov V. B. PushkarE. A. Possible Crossing of the Termination Shockin the Solar Wind by the Voyager 1 Spacecraft// Astron. Lett. 2004. V. 30. P. 179-186.

[24] Barnes A. Motion of the heliospheric termination shock - A gas dynamic model// J. of Geophys. Res. 1993. JGR. V. 98. P. 15137-15146.

[25] BorovikovS. N., Pogorelov N. V., EbertR. W. Solar Rotation Effects on the Heliosheath Flow near Solar Minima// Astrophys. J. 2012. V.750. ID 42.

[26] Burlaga L.F. Corotating pressure waves without fast streams in the solar wind// J. of Geophys. Res. 1983. V. 88. P. 6085-6094.

[27] Burlaga L. F., Pizzo V., Lazarus A., GazisP. Stream dynamics between 1 AU and 2 AU - A comparison of observations and theory// J. of Geophys. Res. 1985. V. 90. P.7377-7388.

[28] Burlaga L.F. Shocks in the outer helisphere: Voyager 2 observations from 18.9 AU to 30.2 AU (1986-1989)// J. of Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 4161-4171.

[29] Burlaga L.F., NessN.F., Belcher J. W. Radial evolution of corotating interaction regions and flows between « 14 AU and « 43 AU// J. of Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 4661-4672.

[30] Burlaga L. F., Pizzo V., Lazarus A., GazisP. Stream dynamics between 1 AU and 2 AU - A comparison of observations and theory// J. of Geophys. Res. 1985. V. 90. P.7377-7388.

[31] BurlagaL.F., WangC., Richardson J. D., NessN.F. Evolution of Magnetic Fields in Corotating Interaction Regions from 1 to 95 AU: Order to Chaos// Astrophys. J. 2003. V. 590. P. 554-566.

[32] BurlagaL.F., NessN.F., WangY.-M., SheeleyN.R., Richardson J.D. Observations of the magnetic field and plasma in the heliosheath by Voyager 2 from 2007.7 to 2009.4// J. of Geophys. Res. 2010. V. 115. ID A08107.

[33] CowieL.L., McKeeC.F. The evaporation of spherical clouds in a hot gas. I.Classical and satirated mass loss rates// Astrophys. J. 1977. V. 211. P. 135146.

[34] Cravens T.E. Comet Hyakutake X-ray source: Charge transfer of solar wind heavy ions// Geophys. Res. Lett. V.24. P. 105-108.

[35] DaltonW.W., BalbusS.A. A flux-limited treatment for the conductive evaporation of spherical interstellar gas clouds// Astrophys. J. 1993. V. 404. N. 2. P. 625-635.

[36] de ZeeuwD.L. Coupling of a global MHD code and an inner magnetospheric model: initial results// JGR. 2004. V. 109. ID. A12219.

[37] FahrH.J. The Multifluid Character of the 'Baranov' Interface// Astrophysics and Space Science. 2000. V. 274 P. 35-54.

[38] Field G.B. Thermal instability// Astrophys. J. 1965. V. 142. P. 531-567.

[39] FrishP.C. Is the Sun Embedded in a Typical Interstellar Cloud?// Space Sci. Rev. 2009. V. 143. P. 191-204.

[40] Godunov S.K. Symmetric form of the equations of magnetohydrodynamics// Numerical Methods for Mechanics of Continuum Medium. 1972. V. 1. P. 26.

[41] Gosling J. T., Hundhausen A. J., BameS. J. Solar wind stream evolution at large heliocentric distances - Experimental demonstration and the test of a model// J. of Geophys. Res. 1976. V.81. P.2111-2122.

[42] Gloeckler G., MobiusE., GeissJ., et al. Observations of the helium focusing cone with pickup ions// Astron. Astrophys. 2004. V.426. P. 845-854.

[43] Gloeckler G., GeissJ. Composition of the local interstellar medium as diagnosed with pickup ions// Adv. Space Res. 2004. V.34. P. 53.

[44] GrahamR., LangerW.D. Pressure equilibrium of finite-size clouds in the interstellar medium// Astrophys. J. 1973. V. 179. P. 469-481.

[45] GurnettD.A., Bhattacharjee A. Introduction to Plasma Physics// Cambridge University Press. 2005. Chapter 7.

[46] HartenA., LaxP.D., van LeerB. On upstream differencing and Godunov-type schemes for hyperbolic conservation laws// SIAM Rev. 1983. V. 25. P. 3561.

[47] IzmodenovV. V., MalamaY. G., Kalinin A. P., GruntmanM., LallementR., Rodionoval. P Hot Neutral H in the Heliosphere: Elastic H-H, H-p Collisions// Astrophys. and Space Sci. 2000. V.274. P. 71-76.

[48] Izmodenov V. V. Velocity Distribution of Interstellar H Atoms in the Heliospheric Interface// Space Sci. Rev. 2011. V. 97. P. 385-388.

[49] Izmodenov V. V., Alexashov D.B. Multi-component 3D modeling of the heliospheric interface: cffccts of interstellar magnetic field// AIP Conf. Proc. 2006. V. 858. P. 14-19.

[50] Izrnodenov V. V. Local Interstellar Parameters as They Are Inferred from Analysis of Observations Inside the Heliosphere// Space Sci. Rev. 2009. V. 143. P. 139-150.

[51] Izrnodenov V. V., Malama Y. G. Variations of interstellar H atom parameters in the outer heliosphere: solar cycle effects// Adv. Space Res. 2004. V. 34. P. 74-78.

[52] Izrnodenov V. V., Malama Y. G. Kinetic modeling of the H atoms in the hcliosphcric interface: solar cycle effects// Proc. 3rd IGPP Conf. on Astrophysics Physics of the Outer Heliosphere, Riverside, California, 8-13 February 2004. AIP Conf. Proc. V.719. P. 47-52.

[53] Izrnodenov V., Malama Y.G., RudermanM.S. Solar cycle influence on the interaction of the solar wind with Local Interstellar Cloud// Astron. Astrophys. 2005. V.429. P. 1069-1080.

[54] Izrnodenov V., Malama Y.G., RudermanM.S. Modeling of the outer heliosphere with the realistic solar cycle// Adv. Space. Res. 2008. V. 41. P. 318324.

[55\ Izrnodenov V. V., Malama Y.G., RudermanM.S., ChalovS.V., Alexashov D.B., Katushkina O.A., ProvornikovaE.A. Kinetic-gasdynamic modeling of the heliospheric interface// Space Sci. Rev. 2009. V. 146. P. 329-351.

[56] KoutrournpaD., LallementR., Kharchenko V., DalgarnoA., PepinoR., Izrnodenov V., Quemerais E. Charge-transfer induced EUV and soft X-ray emissions in the heliosphere//Astron. Astrophys. 2006. V. 460. P. 289-300.

[57] LallementR. On the contribution of charge-exchange induced X-ray emission in the ISM and ICM// Astron. Astrophys. 2004. V. 422. P. 391-400.

[58] LallementR., E. Quemerais J. L. BertauxS. EerronD. KoutroumpaR. PellinenR. Deflection of the Interstellar Neutral Hydrogen Flow Across the Heliospheric Interface// Science. 2005. V. 307. P. 1447-1449.

[59] Lazarus A. J., Richardson J.D., Decker R.B., McDonald F.B. Voyager 2 Observations of Corotating Interaction Regions (CIRs) in the Outer Heliosphere// Space Sci. Rev. 1999. V.89. P. 53-59.

[60] LinskyJ. L., WoodB. E. The a-Centauri line of sight: D/H ratio, physical properties of local interstellar gas and measurements of heated hydrogen at heliospheric interface // Astrophys. J. 1996. V.463. №1. P. 254 - 270.

[61] Lisse C. M., Dennerl K., EnglhauserJ., et al. Discovery of X-ray and Extreme Ultraviolet Emission from Comet C/Hyakutake 1996 B2// Science. 1996. V. 274. P. 205-209.

[62] McComasD. J., AlexashovD., BzowskiM. The Heliosphere's Interstellar Interaction: No Bow Shock// Science. 2012. V. 336. P. 1291.

[63] Maiama Yu. G. Monte Carlo simulation of neutral atom trajectories in the solar system // Astrophys. Space Sci. 1991. V. 176. № 1. P. 21-46.

[64] Maiama Y.G. , IzmodenovV.V., ChalovS.V. Modeling of the heliospheric interface: multi-component nature of the heliospheric plasma// Astron. Astrophys. 2006. V. 445. P. 693-701.

[65] MaherL.J., Tinsley B.A. Atomic hydrogen escape rate due to charge exchange with hot plasmaspheric ions// J. of Geophys. Res. 1977. V. 82. P. 689-695.

[66] McKee C.F., CowieL.L. The evaporation of spherical clouds in a hot gas.II. Effects of radiation// Astrophys. J. 1977. V. 215. P. 213-225.

[67] McNuttR.L., Lyon J., Goodrich C.C. Simulation of the heliosphere: Model// J. of Geophys. Res. 1998. V. 103. P. 1905.

[68] Manchester W.B., VourlidasA., TothG. et al Three-dimensional MHD simulation of the 2003 October 28 coronal mass ejection: comparison with LASCO coronagraph observations// The Astrophys. Journal. 2008. V. 684. P. 1448-1460.

[69] MobiusE., BzowskiM., ChalovS., FahrH.-J., Gloeckler G., IzmodenovV. et al. Synopsis of the interstellar He parameters from combined neutral gas, pickup ion and UV scattering observations and related consequences// Astron. Astrophys. 2004. V. 426. P. 897-907.

[70] MyasnikovA.V., Alexashov D.B., IzmodenovV.V., ChalovS.V. Self-consistent model of the solar wind interaction with two-component circumsolar interstellar cloud: Mutual influence of thermal plasma and galactic cosmic rays// J. Geophys. Res. V. 105. P. 5167-5178.

[71] NakamuraF., McKeeC.F., KleinR.I., FisherR.T.On the Hydrodynamic Interaction of Shock Waves with Interstellar Clouds. II. The Effect of Smooth Cloud Boundaries on Cloud Destruction and Cloud Turbulence// Astrophys. J. Sup. Series. 2006. V. 164. P. 477-505.

[72] NaiduK., Barnes A. Motion of the heliospheric termination shock 3. Incident interplanetary shocks// J. of Geophys. Res. 1994. V.99. P. 11553-11560.

[73] NaiduK., Barnes A. Motion of the heliospheric termination shock. 4: MHD effects// J. of Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 17673-17679.

[74] NerneyS., SuessS. T., SchmahlE. J. Flow downstream of the heliospheric terminal shock - The magnetic field on the heliopause// J. of Geophys. Res. 1993. V. 98. P. 15169-15176.

[75] OpherM., BibiF. Alouani, TothG., Richardson J. D., Izmodenov V.V., Gombosi T.I. A strong, highly-tilted interstellar magnetic field near the Solar System// Nature. 2009. V.462. P. 1036-1038.

[76] Parker E. Dynamics of the interplanetary gas and magnetic fields // Astrophys. J. 1958. V. 128. №3. P. 664-676.

[77] ParkerE. The Stellar-Wind Regions // Astrophys. J. 1961. V. 134. P. 20-27.

[78] Penston M.V., Brown F.E. The cloud-intercloud phase-change in the interstellar medium// Mon. Not. R. astr. Soc. 1970. V. 150. P. 373-388.

[79] PowellK.G., RoeP.L., LindeT.J., Gombosi T.I., De ZeeuwD.L. A solution-adaptive upwind scheme for ideal magnetohydrodynamics// Journal of Computational Physics. 1999. V. 154. P. 284-309.

[80] Pizzo V.J. The evolution of corotating stream fronts near the ecliptic plane in the inner solar system. II - Three-dimensional tilted-dipole fronts// J. of Geophys. Res. 1991. V.96. P. 5405-5420.

[81] Pizzo V.J. Global, quasi-steady dynamics of the distant solar wind. 1: Origin of north-south flows in the outer heliosphere// J. of Geophys. Res. 1994. JGR. V. 99. P. 4173-4183.

[82] ProvornikovaE.A., OpherM., Izmodenov V.V., TothG. Propagation into the heliosheath of a large-scale solar wind disturbance bounded by a pair of shocks// Astronomy and Astrophysics. 2013. V. 552. A99. DOI: 10.1051/00046361/201220892.

[83} ProvornikovaE.A., OpherM., Izmodenov V.V., TothG. Do Corotating Interaction Region Associated Shocks Survive When They Propagate into

the Heliosheath?// The Astrophysical Journal Letters. 2012. V. 756. Issue 2. ID. L37.

[84] ProvornikovaE.A., Izmodenov V.V., LallementR. Two-component model of the interaction of an interstellar cloud with surrounding hot plasma// MNRAS. 2011. V.415. Issue4. P. 3879-3886.

[85] ProvornikovaE.A., Izmodenov V.V., LallementR. Charge transfer reactions at interfaces between neutral gas and plasma: Dynamical effects and X-ray emission// Astronomical Notes. 2012. V. 333. N.4. P. 4393-4397. DOI 10.1002/asna.201211680

[86] ProvornikovaE.A., Izmodenov V.V., LallementR. Role of charge exchange in the interaction of cold neutral gas and hot plasma// Proceedings of the International Conference: The Local Bubble and Beyond II. Eds. Smith R.K., SnowdenS. L., KuntzK. D. AIP. 2009. V.1156. P. 280-284.

[87] ProvornikovaE.A., Izmodenov V.V., LallementR. Charge exchange at Local Cloud/Local Bubble boundary: possible effects on the interstellar gas state in the vicinity of the Sun// Abstract book of the Twelfth International Solar Wind Conference, 21-26 June 2009, Saint-Malo, France. P. 198.

[88] LallementR., ProvornikovaE., Izmodenov V., KoutroumpaD. Charge exchange X-ray emission around evaporating interstellar clouds// Book of abstracts of the conference Suzaku 2011, 20-22 July 2011, Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology CA, USA.

[89] Provornikova E., OpherM., Izmodenov V., TothG. 3D MHD modeling of non-stationary flow in the heliosheath// Conference American Geophysical Union, Fall Meeting 5-9 December 2011, abstract № SH11A-1910.

[90] ProvornikovaE.A., OpherM., Izmodenov V.V. Do shocks associated with merged interaction regions in the supersonic solar wind survive in the heliosheath?// Geophysical Research Abstracts, V. 14, № EGU2012-5502, EGU General Assembly, 22-27 April 2012, Vienna, Austria.

[91] Richardson, J.D., Wang, C., Kasper, J.C., Liu, Y. Propagation of the October-November 2003 CMEs through the heliosphere// Geophys. Res. Lett. 2005. V. 32. CitelD L03S03.

[92] Richardson J. D., LiuY., WangC., McComas D. J., Stone E. C., CumrningsA. C., BurlagaL. F., AcunaM. H., NessN. F. Source and consequences of a large shock near 79 AU// Geophys. Res. Let. 2006. V. 33. №23. ID L23107.

[93] Richardson J.D., Kasper J. C., WangC., Belcher J.W., Lazarus A.J. Cool heliosheath plasma and deceleration of the upstream solar wind at the termination shock// Nature. 2008. V.454. P. 63-66.

[94] Richardson, J.D., Stone, E.C., Kasper, J.C., Belcher, J.W., Decker, R.B. Plasma flows in the heliosheath// Geophys. Res. Lett. 2009. V. 36. L10102.

[95] Richardson J. D., WangC. Plasma in the heliosheath: 3.5 years of observations// Astrophys. J. 2011. V. 734. IDL21.

[96] SamsonovA.A., NemecekZ. and Safrankova J. Numerical MHD modeling of propagation of interplanetary shock through the magnetosheath// J. of Geophys. Res. 2006. V. 111. IDA08210.

[97] SlavinJ.D. Consequences of a conductive boundary on the local cloud. I - No dust//Astrophys. J. 1989. V. 346. P. 718-727.

[98] StanimirovicS. Exotic Clouds in the Local Interstellar Medium// Space Sei. Rev. - 2009. V. 143. R 291-301.

[99] SteinolfsonR.S. Termination shock response to large-scale solar wind fluctuations// J. of Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 13307-13314.

[100] Story T.R., Zank G. P. The response of a gasdynamic termination shock to interplanetary disturbances// J. of Geophys. Res. 1995. V. 100. P. 9489-9502.

[101] Story T.D., Zank G.P. Response of the termination shock to interplanetary disturbances 2. MHD// J. of Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 17381-17394.

[102] Toth G. et al. Adaptive numerical algorithms in space weather modeling// J. of Comput. Physics. 2012. V.231. P. 870-903.

[103] Vieser W., Hensler G. Evaporation and condensation of spherical interstellar clouds. Self-consistent models with saturated heat conduction and cooling// Astron. Astrophys. 2007. V.475. P. 251-262.

[104] Van der Holst B. et al. A Data-driven, Two-temperature Solar Wind Model with Alfven Waves// The Astrophys. Journal. 2010. V. 725. P. 1373 - 1383.

[105] Wallis M. Local interstellar medium// Nature. 1975. V. 254. №5497. P. 202 - 203.

[106] WangC., Richardson J. D., BurlagaL.F. Propagation of the Bastille Day 2000 CME Shock in the Outer Heliosphere// Solar Phys. 2001. V. 204. № 1/2 P. 413-423.

[107] WangC., Richardson J. D. Development of a strong shock in the outer heliosphere// Geophys. Res. Lett. 2002. V. 29. P. 22.

[108] WangC., Belcher J.W. Numerical investigation of hydrodynamic instabilities of the heliopause// Journal of Geophys. Res. 1998. V. 10. P. 247.

[109] WuBor-Han, MandtM. E., LeeL. C., ChaoJ. K. Magnetospheric response to solar wind dynamic pressure variations: Interaction of interplanetary tangential discontinuities with the bow shock// J. of Geophys. Res. 1993. V. 98. P. 21297-21311.

[110] Witte M. Kinetic parameters of interstellar neutral helium. Review of results obtained during one solar cycle with the Ulysses/GAS-instrument// Astron. Astrophys. 2004. V. 426. №. 3. P. 835-844.

[111] Zank G.P., Pauls H.L., Williams L. L., HallD. T. Interaction of the solar wind with the local interstellar medium: A multifluid approach// Journal of Geophys. Res. 1996. V. 101. №A10. P. 21639-21656.