用蒙特卡洛模拟软件包 FLUKA 对太阳耀斑伽马射线能谱的自洽建模

我们使用蒙特卡洛粒子物理代码 FLUKA（Fluktuierende Kaskade）来计算由太阳耀斑高能离子分布预期的 $\gamma$ 射线能谱。FLUKA 代码包含基于物理的电磁、强子与核相互作用的稳健模型，其细节足以使其成为计算核去激发、正电子湮灭与中子俘获线通量及线形，以及来自介子衰变产物的 $\approx \; {\rm GeV}$ 连续辐射的有用工具。我们展示了由一系列假定的初级加速离子分布得到的核去激发 $\gamma$ 射线线模型能谱，并发现它们与 Murphy 等人（2009）代码所得结果吻合良好。我们还展示了完整的 $\gamma$ 射线模型能谱，其呈现出太阳耀斑中观测到的 $\gamma$ 射线能谱的所有典型结构。由这些模型能谱我们构建了模板，并将其纳入软件包 Objective Spectral Executive（OSPEX），用于拟合 2010 年 6 月 12 日太阳耀斑的 Fermi 伽马射线暴监视器（GBM）/大面积望远镜（LAT）联合能谱，给出了统计上可接受的结果。据我们所知，用 FLUKA 模板对完整 $\gamma$ 射线能谱进行的拟合可视为首次尝试使用单一代码对从 $\approx 100$s ${\rm keV}$ 到 $\approx 100$s ${\rm MeV}$ 光子能量范围内的若干能谱分量实现自洽处理。