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耀斑日冕环中产生硬 X 射线电子的湍流投掷角散射与扩散输运

太阳与恒星天体物理 2015-06-18 v2 高能天体物理现象 等离子体物理 空间物理

摘要

来自 {\em RHESSI} 的最新观测表明,耀斑环日冕部分的非热电子数量可能超过解释同一耀斑环硬 X 射线辐射足点所需的电子数量。因此,此类源无法基于标准碰撞输运模型进行解释,在该模型中,电子沿环流动并通过与环境等离子体的碰撞损失能量;需要额外的物理过程来囚禁或散射高能电子。受此及其他表明高能电子被限制在源区日冕部分的观测启发,我们将快电子与低频磁场涨落的湍流投掷角散射视为一种囚禁机制,并将其建模为平行于平均磁场的空间扩散。一般而言,湍流散射会导致非热电子沿环的碰撞停止距离减小,从而导致日冕 HXR 源相对于足点增强。源尺寸 LL 随电子能量 EE 的变化变得弱于碰撞输运相关的二次方行为,L(E)L(E) 的斜率直接取决于再次投掷角散射的平均自由程 λ\lambda。将模型预测与观测进行比较,我们发现对于 30\sim30 keV 的电子,λ\lambda \sim(108109)(10^8-10^9) cm,小于典型耀斑环的长度,且小于或相当于电子加速区的尺寸。

关键词

引用

@article{arxiv.1312.0266,
  title  = {Turbulent pitch-angle scattering and diffusive transport of hard-X-ray producing electrons in flaring coronal loops},
  author = {E. P. Kontar and N. H. Bian and A. G. Emslie and N. Vilmer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1312.0266},
  year   = {2015}
}

备注

25 pages, 5 figures, accepted for publication in Astrophysical Journal