质子加速建模及其在地面能级增强事件中的应用
太阳与恒星天体物理
2018-06-15 v1
摘要
造成所谓地面能级增强（GLEs）的高能质子（>500 MeV）源仍是太阳物理中的一个开放问题。候选者之一是由日冕物质抛射驱动的激波，其被认为通过扩散激波加速来加速粒子。我们利用从一次真实 GLE 事件观测导出的激波和环境等离子体参数，进行基于物理的质子加速模拟。我们分析模拟结果，旨在找出哪些参数对控制加速效率具有重要意义，并更好地理解激波产生相对论性质子的条件。我们使用近期开发的、应用于 2012 年 5 月 17 日 GLE 事件的确定激波和环境等离子体参数的技术，并利用日冕激波加速模型进行质子加速模拟。我们对具有不同等离子体条件的九条独立磁力线进行了质子加速模拟。模拟结果分析表明，激波的加速效率（即其将粒子加速到高能的能力）往往对那些具有较大散射中心压缩比和/或快模马赫数值的激波部分更高。同时，由于磁通管中等离子体密度增强，加速效率可得到加强。对我们模拟中不同磁力线的耀斑起始与 1 GV 刚性质子产生时间之间延迟的分析，以及随后与观测值的比较，表明激波的准垂直部分可能在产生相对论性质子中起主要作用。
引用
@article{arxiv.1806.05497,
title = {Modelling of proton acceleration in application to a ground level enhancement},
author = {A. Afanasiev and R. Vainio and A. P. Rouillard and M. Battarbee and A. Aran and P. Zucca},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.05497},
year = {2018}
}
备注
11 pages, 9 figures