Peculiarities of the Interstellar Dust Distribution in the Heliosphere Induced by the Time-Dependent Magnetic Field

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Interstellar dust enters the heliosphere due to the relative motion of the Sun and the Local Interstellar Cloud, which contains the Sun. The dynamics of interstellar dust particles is governed mainly by the electromagnetic force. The direction of this force depends on the polarity of the heliospheric magnetic field. In turn, polarity is a function of position and time and depends on the orientation of the solar magnetic dipole axis relative to the solar rotation axis. Previously it was shown that for the case when the magnetic dipole axis coincides with the solar rotation axis, the electromagnetic force acting on dust particles is directed towards the solar equatorial plane in both the northern and southern solar hemispheres. As a result, under the influence of such a force, the distribution of interstellar dust becomes highly inhomogeneous and, in particular, thin regions of increased number density (caustics) are formed. The goal of this work is to study the nature of caustics for a more realistic time-dependent model, when it is assumed that the magnetic dipole axis rotates relative to the solar rotation axis with a period of 22 years in accordance with the 22-year solar cycle. In addition, the magnetic dipole axis rotates due to the rotation of the Sun with a period of 25 days. To calculate the dust number density, the Lagrangian Osiptsov method is used. The shape and evolution of the resulting caustics are examined and the physical mechanisms of their origin are discussed. It is shown that, when taking into account time-dependent effects, caustics appear only in certain phases of the 22-year solar cycle, and then disappear.

About the authors

E. A. Godenko

Space Research Institute of RAS; Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of RAS; Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: godenko.egor@yandex.ru
Russian Federation, Moscow, 117485; Moscow, 119526; Moscow, 119991

V. V. Izmodenov

Space Research Institute of RAS; Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of RAS; Lomonosov Moscow State University

Email: godenko.egor@yandex.ru
Russian Federation, Moscow, 117485; Moscow, 119526; Moscow, 119991

References

  1. Baranov V.B., Izmodenov V.V. // Fluid Dynamics. 2006. V. 41. P. 689.
  2. Griin E., Zook H.A., Baguhl M., Balogh A., Bame S.J., Fechtig H., Forsyth R., Hanner M.S., Horanyi M., Kissel J., Lindblad B.-A., Linkert D., Linkert G., Mann I., McDonnell J. A. M., Morfill G.E., Phillips J.L., Polanskey C., Schwehm G., Siddique N., Staubach P., Svestka J., Taylor A. // Nature. 1993. V. 362. P. 428.
  3. Wang S., Li A., Jiang B.W. // The Astrophysical Journal. 2015. V. 811. P. 38.
  4. Altobelli N., Postberg F., Fiege K., Trieloff M., Kimura H., Sterken V.J., Hsu H.W., Hillier J., Khawaja N., Moragas-Klostermeyer G., Blum J., Burton M., Srama R., Kempf S., Grün E. // Science. 2016. V. 352. P. 312.
  5. Godenko E.A., Izmodenov V.V. // Advances in Space Research. 2023. V. 72. P. 5142.
  6. Smith E.J. // Journal of Geophysical Research. 2001. V. 106. P. 15819.
  7. Jokipii J.R., Thomas B. // The Astrophysical Journal. 1981. V. 243. P. 1115.
  8. Hoeksema J.T. // Space Science Reviews. 1995. V. 72. P. 137.
  9. Mishchenko A.V., Godenko E.A., Izmodenov V.V. // MNRAS. 2020. V. 491. P. 2808.
  10. Godenko E.A., Izmodenov V.V. // Astronomy Letters. 2021. V. 47. P. 50.
  11. Godenko E.A., Izmodenov V.V. // Fluid Dynamics. 2023. V. 58. P. 274.
  12. Osiptsov A.N. // Astrophysics and Space Science. 2000. V. 274. P. 377.
  13. Osiptsov A.N. // Fluid Dynamics. 2024. V. 59. P. 1.
  14. Landgraf M. // Journal of Geophysical Research. 2000. V. 105. P. 10303.
  15. Sterken V.J., Altobelli N., Kempf S., Schwehm G., Srama R., Grün E. // Astronomy and Astrophysics. 2012. V. 538. P. A102.
  16. Slavin J.D., Frisch P.C., Muller H.-R., Heerikhuisen J., Pogorelov N.V., Reach W.T., Zank G. // The Astrophysical Journal. 2012. V. 760. P. 46.
  17. Alexashov D.B., Katushkina O.A., Izmodenov V.V., Akaev P.S. // MNRAS. 2016. V. 458. P. 2553.
  18. Strub P., Sterken V.J., Soja R., Krüger H., Grün E., Srama R. // Astronomy and Astrophysics. 2019. V. 621. P. A54.
  19. Kempf S., Srama R., Altobelli N., Auer S., Tschernjawski V., Bradley J., Burton M.E., Helfert S., Johnson T.V., Krüger H., Moragas-Klostermeyer G., Grün E. // Icarus. 2004. V. 171. P. 317.
  20. Weingartner J.C., Draine B.T. // The Astrophysical Journal Supplement Series. 2001. V. 134. P. 263.
  21. Parker E.N. // The Astrophysical Journal. 1958. V. 128. P. 664.
  22. Kimura H., Mann I. // Meteroids 1998 edited by Baggaley W.J. and Porubcan V. 1999. P. 283.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».