Спектр космических лучей от точечного стационарного источника в модели неклассической диффузии

Abstract

Стационарный вариант модели распространения космических лучей в Галактике широко используется для интерпретации наблюдаемых спектров космических лучей. В работе проводится анализ возможности его применения в случае диффузии частиц в резко-неоднородной межзвездной среде. Получено аналитическое решение уравнения неклассической диффузии, выраженное через устойчивые распределения. Показано, что в стационарном случае не удается описать одну из основных особенностей наблюдаемого спектра космических лучей — излом. Установлено, что с ростом энергии убывание концентрации частиц происходит быстрее, чем в модели нормальной диффузии. Для понимания деталей возникновения этой разницы выполнен анализ модификации спектра при переходе от нестационарной модели к стационарной в случае импульсного источника. Исследовано влияние непрерывных потерь энергии частицами на форму спектра в стационарном варианте модели. Показано, что при E>102 ГэВ влиянием потерь энергии можно пренебречь. Сделаны выводы о применимости модели стационарной неклассической диффузии к описанию экспериментальных потоков космических лучей, наблюдаемых в окрестностях Земли.

Keywords

• космические лучи
• аномальная диффузия
• стационарный источник