Высокоэнергичное гамма- излучение солнечных вспышек, потоки протонов и электронов, измеренные на 1 а.е. Виктория Г. Курт 1, Б.Ю. Юшков 1, А.В. Белов 2 1 Научно исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова. Москва, Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн м. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН )
Доклад представляет собой краткий обзор наших экспериментальных знаний о высокоэнергичном излучении солнечных вспышек и событиях солнечных протонов и электронов, измеренных на орбите Земли. Импульсная фаза солнечной вспышки представляет собой интервал времени быстрой конверсии энергии предсвспышечного магнитного поля. Наблюдения жесткого рентгеновского и гамма излучения, а также потоков протонов, электронов и нейтронов in situ показывают, что значительная часть этой энергии конвертируется в кинетическую энергию частиц.
THE TOTAL NUMBER OF EVENTS Recorded at
Среднемесячные числа солнечных пятен в семи последних циклах солнечной активности и моменты всех известных наземных возрастаний солнечных космических лучей.
. Вероятность наблюдения наземного протонного возрастания после вспышек с различной мощностью в мягком (1-8 Å) рентгене, наблюдавшихся в благоприятной долготной зоне W0-W80
Спектр межпланетных электронов, потоки которых были измерены на ИСЗ IMP-8. P. Evenson et al., Ap. J., 299: L E макс МэВ
V. Akimov et al.,1991,1995 GAMMA 1
Комбинированные спектры, полученные для нескольких самых мощных событий СКЛ. Видно, что спектр невозможно описать единым степенным законом и что максимальная энергия в этих событиях превышала 5 -10ГэВ.
Проявления наличия протонов в атмосфере Солнца Protons are silent Protons with energies MeV generate gamma-line radiation of excited nuclei 1.634, 4.438, MeV, as well as the neutron capture line MeV
From
Gamma ray spectrum created as a result of ± decay From Murphy R.J., Dermer C.D, Ramaty R. High-energy processes in solar flares. Astrophys. J. Suppl. 63, Это излучение с максимумом спектра в области МэВ является индикатором появления ионов высоких энергий в короне.
Измерения гамма-излучения таких энергий дают уникальную информацию о процессе ускорения частиц до энергий в сотни МэВ и возможность сравнения времени ускорения этих протонов с временем ускорения и выхода протонов, измеренных сетью нейтронных мониторов (GLE).
ДатаКоординат ы ИСЗ/ Эксперимент Ссылки GLE W90 N20SMM/GRSЧапп и др., E72 S09SMM/GRSЧапп и др., E37 N26SMM/GRSДанфи и Чапп, E69 N35SMM/GRSДанфи и Чапп, W76 N36GRANAT/ PHEBUS Талон и др., 1993; Вильмер и др., 2003 GLE W23 S09GAMMA/ GAMMA-1 Акимов и др., 1991, W17 N31CGRO/ EGRET Данфи и др., 1999GLE W69 N33GAMMA/ GAMMA-1 Акимов и др., 1996GLE W32 S17КОРОНАС- Ф/ СОНГ Кузнецов и др., 2004, 2008б E08 S16КОРОНАС- Ф/ СОНГ Веселовский и др., 2004 Кузнецов и др., 2005, 2008а, 2008б GLE W83 S19КОРОНАС- Ф/ СОНГ Веселовский и др., 2004 Кузнецов и др., 2004,2008б W61 N14КОРОНАС- Ф/ СОНГ Кузнецов и др., 2005, 2006, 2008б GLE 69 Солнечные вспышки с гамма- излучением с энергией >60 MэВ
15 июня 1991г Сопоставление спектра гамма излучения со спектром протонов у Земли
1 2 3
28 October
Мощные солнечные вспышки, зарегистрированные детектором СОНГ на ИСЗ КОРОНАС-Ф (см ПОСТЕР) Дата вспышки Появление «пионного» гамма- излучения, UT Поток гамма- излучения, см -2 с -1 МэВ -1 При 100 МэВ Событие СКЛ :30:16±2 с7.3·10 -4 n :03:51±2 с7.8·10 -3 GLE 65, n :42:38±4 с1.0·10 -3 n :45:34±4 с3.6·10 -3 GLE 69
Ts γ= 06:45:30 UT Tmax γ= 06:46-06:47 UT Ts НМ= 06:48-6:49 UT ΔT ~ 100 c L = 1.05 а.е. E = 1 ГэВ
ИТАК, Электроны ускоряются до МэВ Время ускорения не превышает с Протоны ускоряются до ГэВ Время ускорения 1-4с Полное число ускоренных в событии протонов с энергией >30 МэВ может быть определено из измерений гамма излучения и равно 1.5*10 32 и 3.4*10 32 частиц в событии и
Эффективное ускорение протонов совпадает со временем максимального энерговыделения во вспышке Ускоренные протоны выходят в межпланетное пространство практически без задержки Спектр протонов, взаимодействующих в короне, совпадает со спектром частиц, измеренных у Земли.