行星际行进激波对太阳风粒子的加速

本文研究了由日冕物质抛射驱动的球形行星际激波对热太阳风质子的加速。太阳风速度分布用 $\kappa$-函数表示,这些函数针对模拟激波在固定坐标系流速、等离子体数密度和温度上的跃变进行了变换。这些被加热的太阳风分布被指定为激波处的源谱,能量足够的粒子可由此注入到扩散激波加速过程。研究表明,要使激波加速谱呈现与压缩比相关的经典幂律指数,扩散长度尺度必须超过压缩区宽度。发现激波加速谱的最大可达能量受行星际激波渡越时间限制,而在更高磁湍流水平或更快移动激波存在时,谱可被加速到更高能量。事实上,模拟表明快速移动激波更可能产生极高能粒子,而与较硬激波加速谱相关的强激波则联系着更高强度的高能粒子。发现太阳风分布的预先加热可补充激波加速,以重现典型高能暴粒子事件的强度,尤其在注入能量较高时。此外,给出了约 0.2 至 1 MeV 质子强度的模拟,自然重现了激波过境前观测到的平坦能谱。表明由太阳风加速的高能粒子,在其预先加热辅助下,对高能暴粒子事件期间的强度有显著贡献。