CME 扰动下相对论性质子的加速机制
太阳与恒星天体物理
2026-03-02 v1 高能天体物理现象
空间物理
摘要
我们利用耦合的3D磁动力学（MHD）仿真和试粒子方法，探讨腔积mass ejection（CME）对相对论性质子在日风中的传输与加速所产生的影响。该 CME 通过在日心距离0.139 AU 处注入的球形磁流体（spheromak）驱动日风。我们在导向中心近似限制下对来自3 AU的5 GeV质子轨迹进行积分，并以平均自由程 进行速度空间散射。我们的结果表明，CME 可使质子能量增加数 GeV。加速发生在时间粒子沿受压缩影响的磁场线段运输时，具体位于CME驱动冲击波的准垂直部分下游。我们发现，在本配置下，最大能量提升（约为几％）在冲击波接近0.3 AU 时最为显著。大规模能量提升需要质子多次穿越加速区，这种情况是由镜像力与角度散射共同作用所实现。加速效率随着约为小时尺度的时间呈 比例变化。能谱在减小平行自由程 时趋于硬化。
引用
@article{arxiv.2602.23723,
title = {Acceleration of relativistic protons in a CME-perturbed solar wind},
author = {Ahmed Houeibib and Filippo Pantellini and Lea Griton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.23723},
year = {2026}
}