ИСТИНА

Целью проекта является создание кинетической модели токового слоя в магнитосфере Юпитера, предсказывающей пространственную плотность частиц и величину плотности тока в токовом диске для каждого пролёта космического аппарата (КА) Juno, находящегося на орбите Юпитера, а также для прошлых и, возможно, будущих пролётов других космических миссий. Эти данные будут обладать структурой, которая сделает возможным их интеграцию в пан-Европейскую распределенную систему доступа к данным планетарных исследований (виртуальную планетарную обсерваторию VESPA). Виртуальная обсерватория VESPA была разработана с участием 35 европейских институтов в рамках проекта Europlanet 2020 RI и является одним из главных средств в мире для поиска, извлечения и анализа данных из большого количества архивов и каталогов данных, связанных с планетарными исследованиями. Эта система даст возможность проводить совместный с европейскими партнерами анализ полученных данных и модернизацию имеющихся моделей токовых слоев. Важно отметить, что кроме построения эмпирической локальной модели плазменного диска внутри магнитосферы быстро вращающейся планеты-гиганта, будет сделана попытка исследовать возможность существования квазиравновесных плазменных структур, которые обеспечивают как циркуляцию (круговорот) плазмы в магнитосфере, так и разлет (аккрецию) вещества. Последнее определяет вековую эволюцию атмосферы планеты-гиганта в целом. После завершения проекта будет дан ответ на вопрос, почему почти все планеты-гиганты, как газовые, так и ледяные излучают больше энергии, чем поглощают света центральной звезды. Второй целью проекта является улучшение доступной обобщённой модели токового диска в магнитосфере планеты-гиганта и системы продольных токов магнитосферы на основании уже разработанных в НИИЯФ МГУ и зарубежных моделей. Будет рассмотрено влияние скорости вращения планеты, величины электрического поля в магнитосфере, мощности источника заряженных частиц на токовый диск, его параметры (такие как зависимость силы тока от расстояния до центра планеты, от расстояния по вертикали до центральной плоскости диска, от его толщины и т.п.) и возможность его существования. Данная модель будет доступна для мирового научного сообщества и будет интегрирована в модели магнитосфер планет-гигантов, разрабатываемых в НИИЯФ МГУ. Для доступа к модели будет обновлён программный комплекс, который позволит пользователю моделей значительно быстрее получать доступ, обрабатывать данные и получать результаты, которые могут быть представлены в ведущих научных журналах. Авторство разработанных нами моделей и программного обеспечения будет защищено соответствующими публикациями, а разработки будут представлены к защите прав на интеллектуальную собственность на территории РФ.

Участники проекта давно работают в выбранном направлении. Группа из МГУ вошла в состав многочисленного (около 100 исследователей) интернационального коллектива проекта Europlanet 2024-RI, поскольку продемонстрировала свои возможности при успешной реализации предшествующего 4-х летнего проекта (2015-2019 гг.) В 2011-2015 гг. группа из МГУ работала в европейском проекте IMPEx, целью которого было создание и верификация Веб-сервисов, призванных рассчитывать и представлять трехмерными кривыми силовые линии магнитного поля в магнитосфере Меркурия и Сатурна. Кроме того, НИИЯФ МГУ располагает уникальными собственными моделями планетарных магнитосфер. Эти модели придают новое качество разработанным структурам метаданных, поскольку сравнение моделей и данных позволяет детализировать параметры планетных магнитосфер и глобальных токовых систем в них и в итоге минимизировать отклонение моделей от прямых измерений и повысить прогностическую точность моделей. Имеющееся объединение в одну инфраструктуру как данных, так и построенных на их основе моделей позволяет внедрять методы искусственного интеллекта при обработке данных, например при определении координат поверхности диска по скачку отдельных компонент вектора магнитного поля. Также в НИИЯФ МГУ проводились исследования структуры тонких токовых слоёв. Было получено аналитическое решение для электрических токов и плотности плазмы в близкой окрестности тонких токовых слоёв и проведено его сравнение с численным моделированием. Исследовалось влияние средней энергии плазмы на полутолщину тонкого токового слоя. Были проведены исследования траекторий отдельных частиц в тонких токовых слоях в предположении сохранения магнитного момента для периодических сегментов траекторий частиц.