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太阳高能粒子事件中元素丰度的种子与序列

太阳与恒星天体物理 2024-08-15 v3 空间物理

摘要

小型“脉冲”事件中的太阳高能粒子(SEPs)主要在太阳喷流的磁重联过程中被加速,其越来越重的元素丰度具有强烈的增强。相比之下,在大多数大型“缓变”SEP 事件中,周围日冕等离子体的激波加速导致丰度随元素荷质比 A/Q 呈现平坦或下降的趋势。然而,最大缓变 SEP 事件中的重离子增强可能通过两种方式发生:(1) 质子远离激波的强烈流放大了 Alfvén 波,这些波优先在激波附近散射并阻碍质子,而越来越重的离子可以泄漏出来;(2) 强激波重新加速了来自某些活动区持续流动的脉冲 SEP 事件所提供的 SEPs,其预先增强的重离子成为主导。丰度增强与 A/Q 的幂律拟合可以通过同时存在脉冲成分和日冕种子成分来区分后者事件,且最佳拟合电荷 Q 定义了特征源温度。强烈的脉冲种子事件可以以序列形式发生,这些序列由单个持续活动区旋转穿过日面时所提供。在强烈的第 23 太阳活动周早期,发生了三个为期一周的事件序列,每个序列产生两到三个极大型事件。微弱的第 24 太阳活动周仅产生了一个脉冲种子事件序列——这可能是脉冲种子和足够强激波的双重匮乏。第 25 太阳活动周产生了一个不寻常的短强脉冲事件活跃期。相比之下,还有其他活动区的大型事件在有和无脉冲种子源之间交替产生 SEPs。我们还发现,在激波附近具有中等 Alfvén 波捕获的事件中,离子释放的快慢可以作为 A/Q 的函数。这种依赖于 A/Q 的捕获作用几乎就像一个磁谱仪,在空间和时间上分离元素。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.05048,
  title  = {Seeds and Sequences of Element Abundances in Solar Energetic Particle Events},
  author = {Donald V. Reames},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.05048},
  year   = {2024}
}

备注

31 pages, 11 Figures, Published in The European Physical Journal Plus