脉冲事件期间太阳高能粒子丢失的数值模拟
太阳与恒星天体物理
2015-06-19 v2
摘要
本文研究了产生太阳高能粒子 (SEP) 强度快速变化（通常称为丢失现象，dropouts）的条件。特别是，我们利用基于求解三维 Parker 行星际磁场中聚焦输运方程的数值模型模拟，对垂直和平行于磁场方向的粒子输运系数性质施加约束。为了模拟磁力线可能交替连接或断开观测者与太阳表面紧凑 SEP 源的影响，我们在太阳表面的不同经度处放置了几个较小的 SEP 源，使其同时脉冲式地释放粒子。我们让充满或缺乏高能粒子的磁通管经过观测者。垂直粒子扩散倾向于平滑强度变化。我们对地球处 0.5 和 5 MeV 质子时间强度剖面的计算表明，要重现 SEP 丢失现象，垂直扩散必须足够小，而平行平均自由程应足够长。当平行平均自由程为 1 AU 的几分之一且观测者位于 1 AU 处时，若要在三小时内看到粒子通量下降至少数倍，垂直与平行扩散系数之比必须低于 。当观测者位于更大的太阳径向距离处时，重现丢失现象所需的垂直与平行扩散系数之比应比 1 AU 距离的情况更低。较短的平行平均自由程或从源到观测者较大的径向距离会导致粒子到达时间推迟，使得垂直扩散的影响更加显著，从而导致 SEP 丢失现象消失。
引用
@article{arxiv.1403.6544,
title = {A numerical simulation of solar energetic particle dropouts during impulsive events},
author = {Y. Wang and G. Qin and M. Zhang and S. Dalla},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.6544},
year = {2015}
}