太阳耀斑中色球硬X射线源尺寸的数值模拟
太阳与恒星天体物理
2015-06-04 v1
摘要
X射线观测是研究太阳耀斑中电子传输、加速和加热的强大诊断工具。X射线足点源的高度和尺寸测量可用于确定色球密度,并约束磁场会聚和电子投掷角演化的参数。我们研究了色球密度、磁镜效应和碰撞投掷角散射对X射线源尺寸的影响。通过数值和解析方法求解了电子传输的稳态 Fokker-Planck 方程,以获得电子分布作为光球上方高度的函数。根据该分布,计算了作为高度函数的预期X射线通量及其峰值高度和半高全宽,并与 RHESSI 观测结果进行了比较。通过使用模拟的 RHESSI 图像,排除了观测到的源尺寸纯粹由仪器效应造成的解释。我们发现,磁镜效应和碰撞投掷角散射倾向于改变电子通量,使得与仅有碰撞能量损失的简单情况相比,电子在更高的大气层中停止。然而,由此产生的X射线通量由色球中的密度结构主导,且仅发现源宽度有微弱增加。极高的环密度(>10^{11} cm^{-3})可以解释在更高能量下观测到的尺寸,但这不切实际,并且会导致在约 40 keV 以下没有足点发射,这与观测结果相反。我们得出结论,在单一密度模型内,垂直尺寸主要由密度标高决定,且预测值小于 RHESSI 结果所显示的尺寸。
引用
@article{arxiv.1204.1151,
title = {Numerical simulations of chromospheric hard X-ray source sizes in solar flares},
author = {Marina Battaglia and Eduard P. Kontar and Lyndsay Fletcher and Alec L. MacKinnon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1204.1151},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 9 figures, accepted for publication in ApJ