长时高能伽马射线辐射与太阳高能粒子的统计关系
太阳与恒星天体物理
2023-06-27 v1 高能天体物理现象
空间物理
摘要
大型太阳爆发常伴随持续高于100 MeV的长时伽马射线辐射。尽管已知该现象由高能离子与太阳大气相互作用引起，其 underlying 主导加速过程仍存争议。潜在机制包括被困于大尺度日冕环内的粒子持续加速，或日冕物质抛射(CME)驱动激波处的加速及随后向太阳的反向传播。作为对后一情形的检验，以往研究探讨了产生高能伽马射线的推断粒子群与就地测量的太阳高能粒子(SEPs)群之间的关系。然而，鉴于可用观测的显著局限，这些估计不可避免地依赖若干假设。为更好约束伽马射线辐射起源理论，我们重新审视计算不确定性及其对这两类质子群比较的影响。我们表明，即便考虑与伽马射线耀斑、SEP事件及行星际散射建模相关的保守假设，它们的统计关系仅具微弱至中等显著性。不过，尽管相关程度值得关注，它并未提供赞成或反对因果联系的结论性证据。本研究的主要结果是，在所分析的十四次爆发中，有六次所需激波加速质子占解释伽马射线观测的比例大于20–40%。如此高的值反对当前的CME激波起源模型（其预言<2%的反向沉降），因此计算得到的高能SEP数量似乎远不足以维持所测伽马射线辐射。
引用
@article{arxiv.2306.14671,
title = {Statistical Relationship Between Long-duration High-Energy Gamma-Ray Emission and Solar Energetic Particles},
author = {Alessandro Bruno and Georgia A. de Nolfo and James M. Ryan and Ian G. Richardson and Silvia Dalla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.14671},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication in the Astrophysical Journal