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利用HST探测的宇宙线作为地球物理标记 I:宇宙线的探测与表征

天体物理仪器与方法 2021-09-22 v4 高能天体物理现象

摘要

哈勃空间望远镜(HST)已运行超过30年,在此期间一直受到高能带电粒子(俗称宇宙线)的轰击。本文中,我们利用专为天文界开发的自定义Python包\texttt{HSTcosmicrays},对HST观测到的超过12亿个宇宙线进行了全面研究。我们分析了作为五个不同CCD成像仪例行校准计划一部分所获取的75,90875,908个暗场校准文件,其运行覆盖太阳活动第23和24周。我们观测到了银河系宇宙线受太阳活动调制的预期现象。我们对观测到的能量损失分布进行建模,估算出撞击HST的典型宇宙线动能为534 ±\pm 117 MeV。对于厚度非均匀性最大的三台成像仪,我们通过分析整个探测器视场上的宇宙线撞击,独立确认了由条纹分析得出的整体结构。我们分析了HST穿越南大西洋异常区时获取的STIS/CCD观测,发现峰值宇宙线粒子通量为1100\sim1100 particle/s/cm2particle/s/cm^2。我们发现北美和澳大利亚上空两个空间受限区域存在强证据,其在5σ5\sigma水平表现出增强的宇宙线粒子通量。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.00909,
  title  = {Using Cosmic Rays detected by HST as Geophysical Markers I: Detection and Characterization of Cosmic Rays},
  author = {Nathan Miles and Susana E. Deustua and Gonzalo Tancredi and German Schnyder and Sergio Nesmachnow and Geoffrey Cromwell},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.00909},
  year   = {2021}
}

备注

48 pages, 30 figures, submitted to ApJ