СРАВНЕНИЕ ЭЙЛЕРОВА И ЛАГРАНЖЕВА ПОДХОДОВ ДЛЯ НАХОЖДЕНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕЖЗВЕЗДНОЙ ПЫЛИ В ГЕЛИОСФЕРЕ В РАМКАХ МОДЕЛИ ХОЛОДНОГО ГАЗА

Межзвездные пылевые частицы проникают в гелиосферу, область пространства, занятую солнечным ветром, вследствие относительного движения Солнца и окружающей его межзвездной среды. Внутри гелиосферы на движение частиц действует главным образом электромагнитная сила, которая определяется гелиосферным магнитным полем. Под действием этой силы траектории пылевых частиц могут пересекаться и самопересекаться. В результате возникают области накопления межзвездной пыли, которые представляют большой интерес как с теоретической точки зрения, так и в контексте планирования будущих космических миссий. Целью данной работы является моделирование распределения межзвездной пыли, а также исследование особенностей ее распределения внутри гелиосферы. Для описания пылевой компоненты используется приближение холодной среды, а для нахождения распределения концентрации используются два подхода для описания среды – эйлеров и лагранжев. Для решения уравнения неразрывности в лагранжевых координатах используется полный лагранжев метод, или метод Осипцова. В результате найдены все особенности распределения пылевой компоненты, которые лежат на каустиках (огибающих семейств траекторий частиц пыли), а также регулярные (без сингулярности в концентрации) области повышенной концентрации. Показано, что области накопления пылевой компоненты находятся в окрестности гелиосферного токового слоя, на котором магнитное поле меняет свою полярность, а также в хвостовой части гелиосферы. Проведено сравнение эффективности метода Осипцова решения уравнения неразрывности в лагранжевых координатах с широко используемым в литературе методом Монте-Карло (эйлеров подход). Показано, что по сравнению с методом Осипцова метод Монте-Карло требует чрезвычайно высокого разрешения расчетной сетки для достижения сопоставимого уровня точности расчетов.