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银河系电子、质子和氦的极局部星际能谱

太阳与恒星天体物理 2015-06-25 v1 高能天体物理现象

摘要

能量低于约 30 GeV/nuc 的宇宙射线局部星际能谱 (LIS) 在地球处因太阳调制而日益被遮蔽,且能量越低遮蔽越严重。这些带电粒子在日球层中会遇到显著变化,包括为期 11 年的周期,其中涉及对流、扩散、绝热能量损失以及梯度、曲率和电流片漂移等过程。粒子漂移导致依赖于电荷符号的调制和 22 年周期,增加了仅凭地球观测确定各自极 LIS 的复杂性。然而,随着旅行者 1 号 (Voyager 1) 航天器现在在日球层顶附近进行测量,可以确定约 5 MeV 至约 120 MeV 范围内银河系电子的极 LIS。在这些低能段,在外日球层观测到的银河系质子也完全被所谓的异常成分所遮蔽,该成分是在日球层鞘内加速产生的。自 2012 年 8 月以来,旅行者 1 号处的这些异常宇宙射线大幅减少,因此现在也可以获得宇宙射线离子极 LIS 的下限。结合太阳调制的数值模拟与 PAMELA 任务的精确测量及旅行者号观测结果,可以确定从约 5 MeV 及以上的电子、质子、氦及其他离子的极 LIS 下限。这些能谱被称为日球层顶能谱,被认为是可能的最低极 LIS。从天体物理学角度来看,确定所谓的极 LIS(而不仅仅是平均银河系能谱)令人鼓舞。本文讨论了上述方面,重点比较了最近的日球层观测结果与相应的太阳调制模拟。

关键词

引用

@article{arxiv.1310.6133,
  title  = {Very local interstellar spectra for galactic electrons, protons and helium},
  author = {Marius S. Potgieter},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1310.6133},
  year   = {2015}
}

备注

Presented as a highlight talk by the author at the 33rd ICRC in Rio de Janeiro, Brazil. Submitted for publication in the proceedings of this conference, to be published in the Brazilian Journal of Physics