太阳高能粒子中的丰度、电离态、温度和 FIP

Donald V. Reames

doi:10.1007/s11214-018-0495-4

太阳高能粒子中的丰度、电离态、温度和 FIP

太阳与恒星天体物理 2018-04-03 v3

作者: Donald V. Reames

在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗ DOI ↗

摘要

化学元素和同位素的相对丰度一直是我们识别和理解高能粒子最有效的工具。太阳高能粒子 (SEP) 早期的惊人发现是，在产生 III 型射电暴的电子束所发射的小型“脉冲”SEP 事件中，由于共振波 - 粒子相互作用， $^3$ He/ $^4$ He 出现了 1000 倍的增强。进一步的研究发现 Fe/O 增强，随后发现源自太阳喷流中开放磁力线上的磁重联，丰度随质荷比 $A/Q$ 从 He 到 Pb 增加了 1000 倍的极端增强。相比之下，在最大的 SEP 事件即“渐进”事件中，加速发生在由快速宽日冕物质抛射 (CME) 从太阳驱动出的激波处。对许多事件进行平均可提供太阳日冕丰度的度量，但传输过程中依赖于 $A/Q$ 的散射会导致随时间的变化；因此，如果 Fe 的散射少于 O，则 Fe/O 早期增强而后期耗尽。使情况复杂化的是，激波经常重新加速活跃区上方的脉冲超热离子，而这些活跃区已产生了许多脉冲事件。由于脉冲和渐进 SEP 事件都具有随 $A/Q$ 的幂次变化的丰度增强，我们可以利用丰度推导加速期间的 $Q$ 值和 1 - 3 MK 源等离子体温度。比较来自 SEP 和慢太阳风的日冕丰度作为元素第一电离势 (FIP) 的函数，剩余的差异在于元素 C、P 和 S。Alfvén 波对离子分馏的理论表明，C、P 和 S 由于在闭合磁环上的色球层传输期间的波共振而受到抑制，但在提供太阳风的开放磁场上则不然。激波可以加速来自闭合日冕环的离子，这些离子很容易作为 SEP 逃逸，而太阳风必须出现在开放场上。

关键词

太阳高能粒子元素丰度电离态 FIP 效应激波加速磁重联日冕等离子体

引用

@article{arxiv.1709.00741,
  title  = {Abundances, Ionization States, Temperatures, and FIP in Solar Energetic Particles},
  author = {Donald V. Reames},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1709.00741},
  year   = {2018}
}

备注

35 pages, 18 figures, accepted for publication in Space Sci. Rev

太阳高能粒子中的丰度、电离态、温度和 FIP

摘要

关键词

引用

备注

相关论文