Observational methods for solar origin diagnostics of energetic protons
Space Research and Technology Institute – Bulgarian Academy of Sciences（保加利亚科学院空间研究与技术研究所）
本文提出了一种新的质量因子用于验证日冕物质抛射与日冕爆发对的确定性，并评估了质子峰值强度与太阳起源特性之间的相关性。
2025-12-18 astro-ph.SR
Case studies of multi-day 3He-rich solar energetic particle periods
上下文内日球层的脉冲太阳高能粒子事件显示了3He的长期富集。目标。研究了长时间的富3He太阳高能粒子（SEP）事件的源区。我们找到了负责任的开放磁场区域，我们结合势场源表面外推（PFSS）与帕克螺旋，并比较了磁场的识别源区域与原位磁场。候选开放视野区域是活性区域谱斑。利用太阳动力学观测站和STEREO的极紫外图像以及STEREO和WIND的射电观测对活动进行了检查。结果多天周期的3He丰富的SEP事件与离子生产在单个活动区。小耀斑或日冕喷流是它们的主要来源。我们还发现，3He的富集可能取决于日冕喷流的出现率。
2015-06-14 astro-ph.SR
Evolution of the Solar Flare Energetic Electrons in the Inhomogeneous Inner Heliosphere
太阳耀斑加速电子逃逸到行星际空间，被视为第三类太阳射电爆发，经常在地球附近检测到。利用数值模拟的方法，我们考虑了日球层内部和地球附近高能电子谱的演化。朗缪尔波的产生，日球等离子体密度波动，和磁场线上的电子峰值通量和注量谱的扩展的作用进行了研究，以预测的电子特性，可以观察到的太阳轨道器和太阳探测器加。考虑到各种能量损失机制，我们表明，初始高能电子能量的相当大的一部分是通过波等离子体过程由于等离子体的不均匀性损失。结果表明，对于所采用的参数，电子能谱的变化主要发生在$\sim20 R_\odot$之前的距离处。进一步进入日光层，电子的电子通量谱形成了一个破碎的幂律相对类似于在1天文单位观察到的。
2012-09-24 astro-ph.SR
Solar energetic particle catalogs: assumptions, uncertainties and validity of reports
总结了太阳高能粒子研究中的主要假设、简化和不确定性。通常，许多定义用于评价给定SEP参数，并且这些不同的方法导致给定粒子事件的不同结果。目前有几个来自各种仪器的SEP事件目录;然而，每个目录都是针对所采用的数据和分析的。我们调查的差异，同时比较几个SEP目录和概述可能的原因。我们专注于SEP统计研究和量化的粒子强度大小，太阳起源的位置和投影效应的影响。我们发现，不同的定义和标准，用于这些参数的变化之间的相关系数的值的SEP和它们的太阳起源。
2017-05-05 astro-ph.SR
Corotating Shock Waves and the Solar-Wind Source of Energetic Ion Abundances: Power Laws in A/Q
我们发现，元素丰度的高能离子加速的冲击波形成的共转相互作用区（CIR）的镜子的丰度的太阳风修改的递减幂律依赖于离子的质荷比A/Q。这种行为在性质上类似于著名的幂律依赖于A/Q的丰度在大的渐进太阳高能粒子（SEP）。CIR离子反映了A/Q的模式，在这种情况下，源等离子体温度或冻结温度的Q值为1.0 - 1.2 MK，这是快速太阳风的典型值。因此，CIR中的相对离子丰度是（A/Q）**a的形式，其中a几乎总是负的，并且随着与激波的距离而明显减小，通常开始于1 AU以上。对于一个不寻常的历史CIR事件，a ~ 0，CIR的反向冲击波似乎发生在1 AU，这些高能离子的丰度成为快速太阳风丰度的直接代理。
2018-08-18 astro-ph.SR
Recurring 3He-rich Solar Energetic Particle Events
使用STEREO上的SIT仪器，我们检查了从2010年1月到2012年12月太阳活动周期24上升阶段的3 He丰度。我们报告的几种情况下，3氦丰富的太阳高能粒子事件连续观察ACE和STEREO-A与卡林顿旋转速率一致的延迟。在调查期间，ACE和STEREO-A显着分离的太阳经度对应的太阳自转时间为5至10天。我们检查STEREO-A EUV图像，并使用势场源表面外推与原位磁场数据一起识别负责的太阳源。我们发现3 He/4 He比率在这些事件中变化很大，并且对于太阳上具有相同连接区域的情况，航天器之间存在相关性。
2013-07-24 astro-ph.SR
Simulations of the spatial and temporal invariance in the spectra of gradual solar energetic particle events
模拟再现了渐变太阳事件中高能粒子光谱的时空不变性。基于聚焦输运方程的数值解，得到了行星际激波加速的太阳高能粒子（SEP）在三维行星际空间中的强度时间分布.激波被视为一个运动的高能粒子源的分布函数。计算了$1$ AU黄道上不同能量粒子流的时间剖面。根据我们的模型，我们发现激波加速强度、平行扩散和绝热冷却是形成SEP谱空间不变性的主要因素，垂直扩散是次要因素。此外，SEP谱的时间不变性主要是由于绝热冷却的影响。此外，一个光谱不变区，这是同意的观察，但不同于一个建议的Reames和同事，提出了基于我们的模拟。
2015-05-05 astro-ph.SR
On the Remote Detection of Suprathermal Ions in the Solar Corona and their Role as Seeds for Solar Energetic Particle Production
快速日冕物质抛射（CME）引起的大尺度太阳高能粒子（SEP）事件的预报是空间天气领域的一个主要难题。除了与CME启动相关的问题之外，SEP强度难以预测，在任何给定的CME速度下跨越3个数量级。许多间接证据表明，注入加速过程的超热种子粒子是限制给定事件SEP强度的关键因素。本文概述了观测和理论基础的推断，一个超高温粒子人口是目前之前，大SEP事件，探讨了各种方案产生种子粒子和他们的观测签名，并解释了如何可以通过测量H I Ly-alpha线的翅膀，这样的超高温检测。
2013-05-02 astro-ph.SR
Solar energetic particles and galactic cosmic rays over millions of years as inferred from data on cosmogenic $^{26}$Al in lunar samples
目的。月球土壤和岩石没有磁场或大气层的保护，并不断受到高能粒子的照射，这些粒子可以根据粒子的能量直接在不同深度的岩石中产生宇宙成因放射性同位素。这使得太阳和银河系宇宙射线的平均通量可以在数百万年的很长时间尺度上进行评估。方法.在这里，我们表明，月球岩石可以作为一个非常好的粒子积分谱仪的能量范围20-80兆电子伏。我们开发了一种基于精确建模的新方法，该方法应用于阿波罗任务月球样品中$^{26}$ Al（半衰期~0.7兆年）的测量，并首次直接重建（即，在没有任何先验假设的情况下），对太阳和银河系高能粒子在一百万年内的平均能谱进行了研究。结果我们表明，重建的太阳高能粒子的光谱是完全一致的，在过去的几十年中，尽管银河系宇宙射线的太阳调制的非常不同的水平（$ϕ=496\pm 40$ MV超过一百万年与$ϕ= 660\pm 20$ MV的现代时代）。我们还估计了极端太阳事件的发生概率，并认为没有事件的F（>30 MeV）的通量超过$5*10^{10}$和$10^{11}$厘米$^2$预计在一千年和百万年的时间尺度上，分别。结论.与太阳对银河系宇宙射线的调制不同，太阳高能粒子的平均通量几乎不依赖于太阳活动的水平。这对太阳物理学提出了新的观测限制，对评估计划中的空间飞行任务的辐射危害变得重要。
2018-07-26 astro-ph.SR
On the Prediction of >100 MeV Solar Energetic Particle Events Using GOES Satellite Data
太阳高能粒子是太阳耀斑和日冕物质抛射（CME）等强烈太阳事件的结果。后几种情况加在一起可能会对地球轨道上和磁层外的航天器造成重大破坏。在这项工作中，我们感兴趣的是建立一个重大的地球有效的太阳粒子风暴后立即大耀斑，即存在直接的磁连接的必要条件。据我们所知，这是第一项不仅探索GOES X射线和质子通道相关性，而且探索所有质子通道之间相关性的工作。我们发现质子通道的自相关和互相关也可能是SEP事件发生的前兆。在本文中，我们解决的问题，预测>100兆电子伏SEP事件从多变量时间序列的角度来看，使用易于解释的决策树模型。
2017-12-11 astro-ph.SR
Numerical simulations of solar energetic particle event timescales associated with ICMES
最近，S.W.Kahler通过航天器数据分析研究了与日冕物质抛射（CME）相关的太阳高能粒子（SEP）事件时间尺度。他们获得了不同的SEP事件时间尺度，如TO，即从CME开始到SEP开始的时间，TR，即从开始到峰值强度一半（0.5Ip）的上升时间，TD，即SEP强度高于0.5Ip的持续时间。在这项工作中，我们解决SEPs输运方程考虑ICME冲击高能粒子源。与我们的建模假设，我们的模拟显示类似的结果Kahler的航天器数据分析，TD的加权平均值增加与CME的速度和宽度。此外，从模拟结果来看，TD与CME的速度有直接关系，而与CME的宽度没有直接关系，这一点在观测数据分析中是没有得到的。
2016-11-02 astro-ph.SR
Solar Energetic Particles (Second Edition)
在一个充斥着美丽的太阳图像的领域，太阳高能粒子（SEP）事件是一种隐藏的资产，也许是一种秘密武器，它可以对日冕进行采样，并带走其最奇异和暴力物理学的独特印记。直到最近，我们才发现SEP中元素的丰度携带了丰富的数据，不仅关于它们自身的加速和历史，而且关于它们来源的等离子体温度，以及日冕本身的起源。SEP是太阳不同能量爆发的有形产物。它们有极端的。太阳喷流（也包括耀斑）中磁重联产生的小“脉冲”SEP事件，使3He和Au或Pb等重元素的共振增强了1000倍，而大的“渐进”SEP事件在由日冕物质抛射（CME）驱动的冲击波中加速，采样日冕本身的成分，但也加速了GeV质子，这些质子威胁着火星宇航员的危险辐射。直接SEP测量加上太阳图像提供了关于太阳高能物理的免费“多信使”数据。
2020-12-02 astro-ph.SR
Two Phases of Particle Acceleration of a Solar Flare Associated with in situ Energetic Particles
本文通过多信使观测揭示2021年7月3日X级耀斑相关太阳高能粒子事件具有两阶段加速特征：初始磁重联产生较低能电子，爆发驱动的环顶上方大尺度重联电流片加速更高能电子。
2025-03-07 astro-ph.SR
Radio signatures of solar energetic particles during the 23rd solar cycle
我们提出的关联率之间的太阳高能粒子（SEPs）和无线电发射的签名在整个太阳活动周期23的日冕和IP空间。我们选择了与X和M级耀斑从可见的太阳半球的SEP。所有的SEP事件都伴随着日冕物质抛射。在这里，我们专注于SEP事件和动态频谱上的射电II，III和IV型爆发的外观之间的相关性。为此，我们使用了地面站和风/波航天器提供的无线电数据。协会分别介绍了SEP事件伴随活动在东，西太阳半球。我们发现SEP事件与III型爆发的关联率最高，其次是II型和IV型。而对于III型和IV型没有纵向依赖性注意到，这是一个趋势，更高的SEP关联率与II型爆发在东半球。与以前的研究报告的比较进行了简要讨论。
2014-02-26 astro-ph.SR
Multi-Spacecraft Observations of Recurrent 3He-Rich Solar Energetic Particles
本文研究了STEREO-B、ACE和STEREO-A航天器上连续观测到的、日经度间隔大于90°的富3 He太阳高能粒子（<1 MeV/核子）的起源。STEREO-B和STEREO-A的3 He富集期分别于2011年7月1日和2011年7月16日开始。ACE 3 He富集期由2011年7月7日和2011年7月9日开始的两个子事件组成。我们将STEREO-B 7月1日和ACE 7月7日3 He丰富的事件与相同的相当大的活动区域产生X射线耀斑伴随着即时电子事件，当它靠近太阳西翼从各自的航天器。ACE 7月9日和STEREO-A 7月16日的事件是无色散的，具有巨大的3 He富集，缺乏太阳高能电子，并发生在共转相互作用区域。我们将这些事件与一个小的，最近出现的活动区域附近的边界的低纬度冕洞，产生了大量的喷气式发射时间与III型射电暴。我们第一次观测到1）太阳区域具有长期的3 He加速条件，2）太阳高能3 He在行星际空间中暂时被限制/重新加速。
2014-03-19 astro-ph.SR
The "FIP Effect" and the Origins of Solar Energetic Particles and of the Solar Wind
我们发现，太阳高能粒子（SEP）和慢太阳风（SSW）中的元素丰度，相对于光球中的元素丰度，显示出不同的模式作为元素的第一电离势（FIP）的函数。一般来说，SEP和SSW丰度反映了日冕的丰度样本，其中在色球层中电离的低FIP元素比最初为中性原子的高FIP元素更有效地向上传输到日冕。元素的丰度，特别是C，P和S显示出从低到高的FIP在SEP中约10 eV的交叉，但太阳风约14 eV。简单地说，这似乎表明活跃区域下方的太阳黑子产生了较冷的等离子体。更有可能的是，如果阿尔文波的有质动力优先将低FIP离子输送到日冕中，则最终将被冲击加速为SEP的源等离子体起源于阿尔文波与闭合磁场线上的环长度共振的磁性结构。这使FIP分馏集中在色球层顶部附近。同时，SSW的来源可能位于活动区域周围的发散开场线的底部附近，但在活动区域的外部，这样的共振不存在，允许在整个色球层中分馏。我们还发现，高能粒子加速从太阳风本身的冲击波在共转相互作用区域（CIR），一般超过1 AU，确认FIP图案的太阳风。
2018-02-13 astro-ph.SR
Solar Sources of $^{3}$He-rich Solar Energetic Particle Events in Solar Cycle 24
利用太阳动力学天文台上的大气成像组件（AIA）获得的高节奏极紫外（EUV）图像，我们研究了26个$^{3}$富氦太阳高能粒子（SEP）事件的太阳源，$\lesssim$ 1 MeV核子$^{-1}$，在太阳活动周期24期间被高级成分探测器观测到。太阳源的识别是基于$^{3}$富氦事件与III型射电爆发和电子事件的关联，如风观测。这些辐射源的位置在日地关系观测站的极紫外图像中得到进一步核实，该观测站提供了关于地球上不可见区域太阳活动的信息。根据AIA的观测，$^{3}$富氦事件不仅与太阳活动周23研究中强调的日冕喷流有关，而且与空间上更广泛的喷发有关。$^{3}$富氦事件的性质似乎与源区的性质没有很强的相关性。在以前的研究中，源区和观察者之间的磁连接并不总是由简单的位场源表面模型结合帕克螺旋充分再现。相反，我们发现一个广泛的纵向分布的源区域延伸远远超出了西翼，与经度偏离显着预期从观测到的太阳风的速度。
2015-05-26 astro-ph.SR
Solar energetic events, the solar-stellar connection, and statistics of extreme space weather
对太阳和类太阳恒星的观测提供了对恒星磁活动不同方面的了解，当这些方面结合起来时，有助于我们拼凑出一幅比仅从太阳或恒星角度所能获得的更全面的图景。太阳为我们提供了不错的空间分辨率，例如，磁双极和覆盖在上面的动态热大气，恒星的集合使我们能够在至少某些场合看到罕见的事件。太阳向我们展示了通量在表面复杂的极性混合中是如何出现、扩散和消失的，只有恒星观测才能向我们展示古代或未来太阳的活动。在这篇评论中，我专注于统计特性的比较，从双极区出现耀斑能量，并从日光层事件的太阳高能粒子对地球的影响。在这样做的时候，我指出了一些有趣的对应关系，以及我们的知识无法得出明确结论的领域，例如，我们可以从现在的太阳中预期的最极端的空间天气事件。解释恒星日冕光变曲线的高能事件的困难说明了SDO，STEREO，和GOES航天器提供的一些例子。
2010-12-13 astro-ph.SR
Quasi-periodic Accelerations of Energetic Particles during a Solar Flare
本文报道了2002年7月23日在一次X4.8级耀斑的脉冲相期间观测到的高能粒子中的非定常准周期脉动（QPP）（SOL 2002 -07- 23 T00：35）。X4.8级耀斑是由拉马蒂高能太阳光谱成像仪、野边山射电偏振仪和野边山射电日像仪同时测量的。在γ射线谱线辐射中检测到由小波变换确定的约50 s的准周期。用同样的方法，在几乎相同的时间内，在伽马射线连续谱、硬X射线（HXR）和射电辐射中发现了大约90 s的准周期。我们的观测结果表明，耀斑QPP应该与高能离子和非热电子，准周期性加速的重复磁重联。γ射线谱线和连续谱/HXR/射电辐射之间的不同准周期表明，这次太阳耀斑的高能离子和非热电子之间的加速或传播存在明显差异。
2022-05-16 astro-ph.SR
Virtues of Including Hydrogen in the Patterns of Element Abundances in Solar Energetic Particles
我们重新审视了2012年1月23日事件中太阳高能粒子（SEP）元素丰度的多航天器研究，其中C至Fe元素的增强与质荷比A/Q的幂律模式部分被Mg附近的断裂所破坏，这被证明是一个不幸的分心。在本文中，我们发现，将C-Fe的最小二乘拟合扩展到A/Q = 1时的H，使幂律更加可信，即使H本身不包括在拟合中。我们还调查了在这一事件中的冲击波后面的磁捕获粒子的一个磁不变的“水库”的程度。
2020-04-25 astro-ph.SR
Cyclic variations of the structure and energetics of solar magnetic fields
本研究分析太阳大尺度表面磁场不同对称性谐波的振幅及磁能贡献，发现其磁能相对贡献与活动周强度无关，可用于识别活动周阶段，并提出融入太阳发电机理论的途径。
2024-03-10 astro-ph.SR
Solar Energetic Proton Events Observed by the High Energy Telescopes on the STEREO Spacecraft or at the Earth During the First Solar Orbit of STEREO A (2006 to 2023)
University of Maryland（马里兰大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）
本文综述了STEREO航天器高能望远镜对2006至2023年间太阳高能质子事件的观测，涵盖太阳第24周期至第25周期，并总结了相关太阳爆发的研究发现。
2026-01-14 astro-ph.SR
Solar energetic particles injected inside and outside a magnetic cloud: The widespread solar energetic particle event on 2022 January 20
本文研究2022年1月20日广布SEP事件，揭示粒子由CME驱动激波加速并注入先前存在的磁云内外，其中太阳轨道器观测到的向日传播粒子源于沿磁云西侧长腿注入，且磁云内电子传播路径比模型估计长约30%。
2024-12-20 astro-ph.SR
Few Made It Out: A Multi-Messenger Study of an In Situ Solar Energetic Electron Event Driven by a Solar Jet
New Jersey Institute of Technology（新泽西理工学院）；University of Applied Sciences and Arts Northwestern Switzerland (FHNW)（瑞士西北应用科学大学）
研究通过多信使分析揭示太阳喷射驱动的高能电子逃逸机制，发现电子在喷射尖端附近集中，仅小部分能逃逸至日球层空间。
2026-02-27 astro-ph.SR
Energetics of small electron acceleration episodes in the solar corona from radio noise storm observations
射电噪声暴的观测可以作为日冕小加速事件中产生的非热电子的灵敏探针。我们使用的数据，从噪音风暴事件共同观察到的巨型米波射电望远镜（GMRT）和Nancay射电日像仪（NRH）研究的非热电子参与发射的特性。我们发现电子携带$10^{21}$到$10^{24}$ erg/s，并且产生代表性噪声暴爆发的电子中包含的能量范围从$10^{20}$到$10^{23}$ erg。这些结果是对日冕中无处不在的小规模电子加速事件所涉及的能量学的直接探测，并且可能与日冕加热的纳米级情景有关。
2018-05-19 astro-ph.SR
Estimation of the release time of solar energetic particles near the Sun
利用数值模拟方法研究了太阳高能粒子（SEP）事件的爆发时间，并分析了速度色散分析（VDA）方法的精度。使用一个3维聚焦传输模型，我们计算了在黄道上观察到的质子在10 MeV和80 MeV之间的能量范围内，在1 AU的通量。特别地，用三种模型描述了耀斑和日冕激波产生的不同SEP源，并研究了行星际空间中粒子垂直扩散的影响。研究发现：当观测者与源断开时，行星际空间的垂直扩散效应和太阳大气中的粒子传播效应对VDA结果有显著影响。结果表明，虽然VDA方法适用于脉冲源持续时间短、背景低、行星际散射弱或太阳大气扩散快的情况，但对于脉冲源持续时间长、背景高或散射强的情况，该方法就不适用了。
2014-11-19 astro-ph.SR
Diffusive Transport of Energetic Electrons in the Solar Corona: X-ray and Radio Diagnostics
RHESSI X射线成像光谱技术为研究X射线发射电子分布的空间演化提供了可能，从而为研究太阳耀斑期间高能电子的输运效应提供了可能。研究了日冕中高能电子散射平均自由程的能量依赖性。利用RHESSI成像光谱技术研究了2004年5月21日耀斑期间磁环不同部位高能电子分布的演化。这些观测结果与Kuznetsov和Kontar（2015）对同一耀斑的回旋同步辐射的射电观测结果进行了比较，并与Kontar等人（2014）描述的扩散输运模型的预测进行了比较。X射线分析表明，在日冕中的高能电子的捕获和光谱硬化的高能电子分布之间的循环的顶部和脚点。电子的日冕俘获对于放射性发射电子比对于X射线发射电子更强。这些观测结果可以通过Kontar等人（2014）推导的扩散传输模型来解释。我们表明，结合X射线和射电诊断是一个强有力的工具，研究电子输运在太阳日冕的不同能量域。我们表明，扩散输运模型可以解释我们的观察，并在25-500 keV的范围内，电子散射的平均自由程随电子能量的减少。我们可以估计第一次的散射平均自由程依赖于能量的电晕。
2017-10-02 astro-ph.SR
3He-Rich Solar Energetic Particles from Sunspot Jets
太阳超高温（<1 MeV/核子）富3 He太阳高能粒子（SEP）的来源通常与源自近赤道冕洞外围小型致密活动区的喷流有关。相对罕见的高能（>10 MeV/核子）3 He丰富的SEP的来源仍然未被探索。在这里，我们提出了两个最强烈的3 He丰富（3 He/4 He>1）SEP事件的当前太阳活动24日在高级成分探测器上测量的能量>10兆电子伏/核子。虽然3 He显示出高强度，但Z>2离子低于检测阈值。这些事件伴随着III型射电爆发，但没有II型发射，这是典型的超热3 He富SEP。利用太阳动力学观测站的高分辨率、极紫外成像和光球磁场观测，对相应的太阳源进行了分析。我们发现这些事件的来源与射流起源于边界的大型太阳黑子复杂的β-γ-三角洲磁配置。因此，底层光球场的细节显然是重要的，以产生3 He高能量的检查事件。
2018-12-19 astro-ph.SR
3He-Rich Solar Energetic Particles in Helical Jets on the Sun
恒星耀斑中的粒子加速在宇宙中无处不在，然而，我们的太阳是唯一一个既可以观察到高能粒子又可以观察到它们的源耀斑的天体。太阳耀斑的加速机制，极大地增强了（高达一万倍）稀有元素，如3He和超重核，已经困扰了近50年。在这里，我们提出了一些最激烈的3He和Fe丰富的太阳高能粒子事件的报道。这些事件伴随着非相对论性电子事件和III型射电爆发。相应的高分辨率极紫外成像观测首次揭示了源耀斑中具有喷流状形状的螺旋结构。螺旋喷流起源于相对较小的，紧凑的活动区域，位于冕洞边界。喷流底部的一个迷你灯丝似乎触发了这些事件。这些事件是在2014年太阳活动增加期间由太阳背面的两个日地关系观测站STEREO观测到的。螺旋喷流可能是这些强烈事件的一个明显特征，这与高3He和Fe富集的产生有关。
2017-11-26 astro-ph.SR
The Solar Energetic Particle Event on 2013 April 11: An Investigation of its Solar Origin and Longitudinal Spread
我们调查的太阳现象与太阳高能粒子（SEP）事件的起源在2013年4月11日观察到的一些航天器分布在内日光层在广泛的日光长时间。我们使用极紫外（EUV）和白光日冕观测从太阳动力学天文台（SDO），太阳和日光层天文台（SOHO）和双日地关系天文台航天器（STEREO-A和STEREO-B），以确定角范围的EUV波和日冕物质抛射（CME）与SEP事件的起源。我们比较了估计的释放时间的SEPs观察到在每个航天器的到达时间的结构与CME在脚点的磁力线连接每个航天器与太阳。尽管极紫外波和日冕物质抛射驱动的冲击波到达STEREO-B的脚点与该航天器观测到的粒子释放时间一致，但在不确定性范围内，极紫外波从未到达连接近地观测者与太阳的磁力线的脚点，即使在那里观测到强烈的SEP事件。我们表明，在太阳表面上方的高空传播的CME驱动的冲击波的西侧最有可能是在地球附近观察到的粒子的来源，但它没有在太阳盘上留下任何EUV痕迹。我们的结论是，太阳表面上的EUV波的角度范围不同意SEP事件在日光层中的纵向范围。因此，EUV波不能可靠地用作太阳现象的代理，这种太阳现象在宽范围内加速和注入高能粒子。
2014-10-20 astro-ph.SR
Relationship between Intensity of White-Light Flares and Proton Flux of Solar Energetic Particles
太阳高能粒子（SEP），包括质子和重离子，被认为是由CME冲击或由磁重联加速。后者也产生太阳耀斑，其中白光耀斑（WLF）是能量最高的耀斑之一。磁重联发生在日冕中，加速粒子沿着磁环向下和向上传播。前者是火炬排放的来源，后者被认为是SEP。因此，耀斑发射和SEP事件之间的比较提供了有价值的约束，在确定加速网站的SEP。我们收集了2010年至2017年观察到的43个SEP事件，并分别研究了它们与SDO/HMI和GOES观察到的WL发射和SXR流感的相关性。初步结果表明：1）在47个SEP事件中，有39个在白光和SXR下没有可探测到的耀斑辐射。2)大多数强WLF与SEP无关。3)质子通量和等效面积之间没有明显的相关性，等效面积是衡量WLF发射大小的一个量。一个直接的推测是，在所分析的事件中，SEP和为WLF供电的高能电子的加速过程可能不同。
2018-01-12 astro-ph.SR
Non-interacting coronal mass ejections and solar energetic particles near the quadrature configuration of Solar TErrestrial RElations Observatory
本文介绍了非相互作用的日冕物质抛射（CME）和太阳高能粒子（SEP）的相关性。对第24太阳周上升相的25个SEP事件及其伴随的CME和耀斑进行了统计分析，2009-2013年，标志着日地关系天文台（STEREO）的正交配置。CME的完整运动学在STEREO的这种配置附近得到了很好的研究。此外，我们还对STEREO和SOLAR以及日光层天文台（SOHO）的观测结果进行了对比研究。CME的速度与SEP的强度密切相关。我们进一步研究了这种相关性，采用瞬时速度（最大速度和CME速度和SEP峰值通量的马赫数），以检查它们是否比平均速率更好地指示SEP通量。我们的初步结果表明，这种方法有更好的相关性。此外，关联表明，能量大于10 MeV的质子流主要由快日冕物质抛射产生的激波加速，而能量大于50 MeV和大于100 MeV的粒子流主要由快日冕物质抛射产生的激波加速，但也有部分由耀斑加速。相反，太阳耀斑的X射线通量和SEP峰值通量的相关性较差。
2020-10-03 astro-ph.SR
The large longitudinal spread of solar energetic particles during the January 17, 2010 solar event
我们调查了2010年1月17日太阳高能粒子事件的多航天器观测。高能电子和质子已经在两个STEREO航天器和SOHO上观测到了一个非常大的纵向范围，表明在1AU处的纵向分布接近360度。从地球上看，这一耀斑活动区位于太阳背面，与三个航天器中每一个的磁足迹在经度上相隔100多度。该事件的特点是强烈延迟高能粒子爆发相对于耀斑和只有小或没有各向异性的强度测量在所有三个位置。日冕激波的存在是由地球和STEREO B观测到的II型射电爆发所证明的。为了描述行星际介质中粒子传输的观测，包括垂直扩散，描述沿磁场线传播的一维模型（模型1）（Dröge，2003）和3D传播模型（模型2）（Dröge等人，2010），包括行星际介质中的垂直扩散。虽然这两种模型都能够再现观测结果，但模型1需要在太阳下几个小时的注入功能。模型2包括了太阳风中的横向传输，揭示了垂直扩散与平行扩散之比的高值。由于我们没有发现太阳异常长注入函数的证据，我们倾向于在行星际介质中具有强垂直传输的情况下解释观测结果。
2012-06-07 astro-ph.SR
Element Abundances in Solar Energetic Particles and the Solar Corona
这是对1994年11月至2012年6月期间在Wind航天器上测量的54个大的太阳高能粒子（SEP）事件期间2 - 15 MeV amu-1区域中的元素He，C，N，O，Ne，Mg，Si，S，Ar，Ca和Fe的丰度的研究。重元素丰度的大部分时间和空间变化的起源在于，在由日冕物质抛射（CME）从太阳驱动的冲击波中，粒子远离加速点的运输过程中，刚性相关的散射。Fe丰度的变化与Fe光谱指数相关，正如散射理论所预期的那样，但以前没有注意到。聚类的Fe丰度在“水库”期间，晚在SEP事件，也是新的报道。在一个地区的运输引起的增强平衡的耗尽在另一个，因此，平均这些变化产生SEP丰度是能量独立的，确认以前的SEP丰度在这个能量区域，并提供了一个可靠的措施，元素丰度在太阳日冕。这些SEP确定的日冕丰度不同于那些在太阳光球由一个众所周知的功能，取决于第一电离势（FIP）或电离时间的元素。
2013-06-10 astro-ph.SR
Solar Cycle Variations in the Elemental Abundance of Helium and Fractionation of Iron in the Fast Solar Wind - Indicators of an Evolving Energetic Release of Mass from the Lower Solar Atmosphere
我们提出并讨论了强烈的对应关系，在较低的过渡区和现场测量的快速太阳风组成的排放长度尺度的演变在最近的太阳极小期。我们结合最近的分析表明，SOHO（和STEREO）的氦丰度（从风）和铁分馏的程度在太阳风（从ACE和STEREO）测量的（超颗粒）网络发射长度尺度的变化。正在形成的净图像是这样一幅图像：在快风中氦丰度和铁分馏程度的减少（接近光球层的预期值）表明，在最近的太阳极小期期间，将物质装载到快太阳风中的过程发生了重大变化。这一结果与使用NASA OMNI数据库对太空时代氦丰度的研究相结合，该数据库显示，在几个太阳周期的过程中，氦的缓慢衰减量被驱入日光层。
2011-09-07 astro-ph.SR
Element Abundances in Impulsive Solar Energetic-Particle Events
本文研究脉冲太阳高能粒子事件中元素丰度随质荷比的幂律增强规律，利用该规律确定日冕源区温度并揭示磁重联与离子加速的低温快速特征，同时通过质子和He超量识别激波对SEP的再加速事件。
2023-10-27 astro-ph.SR
Large solar energetic particle event that occurred on 2012 March 7 and its VDA analysis
2012年3月7日，STEREO Ahead and Behind航天器，以及位于两个STEREO航天器之间的近地航天器（例如SOHO，Wind），在太阳活动周期24中观测到一个非常大的全球性太阳高能粒子（SEP）事件。两次连续的日冕物质抛射（CME）在时间上被探测到。多点观测结果表明，这次SEP事件是由第一次CME引起的，而第二次CME没有参与。利用速度色散分析（VDA），我们发现对于磁连接良好的点，高能质子和电子几乎同时释放。质子和电子到STEREO-B（STB）的路径长度有明显的差异，并明显偏离标称帕克螺旋路径长度，这可能是由于位于源和STB之间的行星际磁结构的存在。另外，VDA方法似乎仅在良好连接的位置处获得合理的结果，并且在不同能量通道中推断的高能粒子释放时间是相似的。我们认为良好的连接对于同时获得准确的释放时间和路径长度至关重要，这与Wang & Qin（2015）的建模结果一致。
2016-04-18 astro-ph.SR
Observations of Kappa Distributions in Solar Energetic Protons and Derived Thermodynamic Properties
本文使用kappa分布函数对PSP/IS⊙IS在10-60 MeV观测的太阳高能质子能谱高能尾进行建模，首次推导了ICME及其驱动激波相关质子的热力学性质，发现质子温度与密度反相关，且温度、kappa和熵随时间增加。
2024-07-29 astro-ph.SR
Solar Wind with Field Lines and Energetic Particles (SOFIE) Model: Application to Historical Solar Energetic Particle Events
该研究将数据驱动、自洽的SOFIE模型用于九个历史太阳高能粒子事件，耦合AWSoM-R、EEGGL与M-FLAMPA模拟太阳风、CME及粒子加速输运，并利用多类观测验证其性能。
2023-09-29 astro-ph.SR physics.space-ph
Occurrence Probability of Large Solar Energetic Particle Events: Assessment from Data on Cosmogenic Radionuclides in Lunar Rocks
我们重新评估的发生概率分布的大事件在太阳高能粒子（SEP），在月球岩石中的宇宙成因放射性核素的测量的基础上。我们提出了一个组合的累积发生概率分布的SEP事件的基础上三个时间尺度：直接测量的SEP注量在过去的60年;估计基于陆地宇宙成因放射性核素10 Be和14 C的多千年（全新世）的时间尺度;和宇宙成因的放射性核素在月球岩石中测量的时间尺度高达1百万年。所有这三个时间尺度产生一致的分布。这些数据表明，发生概率有很强的翻转，因此在百万年时间尺度上，预计不会发生能量>30 MeV的质子注量大于10^{11}（质子/cm 2/年）的SEP事件。
2013-05-22 astro-ph.SR
Properties of Energetic Ions in the Solar Atmosphere from γ -Ray and Neutron Observations
伽马射线和中子是太阳耀斑期间存在的高能离子以及这些离子在太阳大气中相互作用时的性质的唯一信息来源。γ射线和中子的产生是核截面与大气中离子分布函数卷积的结果。因此，观测到的γ射线和中子通量为高能离子的性质提供了有用的诊断，对加速机制以及相互作用位点的性质产生了强约束。还必须解决加速和相互作用位点之间的离子传输问题，以推断尽可能多的关于主离子加速器特性的信息。在过去的几十年里，理论和观测的发展导致了对太阳γ射线和中子起源的理解的实质性进展。本章回顾了RHESSI时代太阳γ射线和太阳中子研究的最新进展。RHESSI数据的空前质量首次揭示了γ射线线形，并提供了γ射线图像。总结了我们以前对高能离子性质的认识，这些认识是基于对前几个太阳活动周期的测量。新的结果，获得由于增益的光谱分辨率（与RHESSI和非太阳专用的INTEGRAL/SPI仪器）和开创性的成像技术在γ射线域的背景下，这以前的知识。本章的最后一节强调了尚未解决的问题，并简要讨论了这一领域的未来前景。
2011-10-11 astro-ph.SR
Localised acceleration of energetic particles by a weak shock in the solar corona
长期以来，人们一直在研究日冕中全球传播的冲击波，以量化它们对高能粒子加速的影响。然而，这项工作往往侧重于与强烈的太阳耀斑和快速日冕物质抛射（CME）有关的大型事件，其中波的速度足够快，可以轻松地将粒子加速到高能量。在这里，我们提出的粒子加速观测与全球波事件发生在2011年10月1日。使用差分发射测量分析，发现整体激波非常弱，阿尔文马赫数约为1.008-1.013。尽管如此，南赛射电日像仪还是在靠近冲击波阵面的不同位置观测到了空间分辨的III型射电辐射，这表明高能电子的局部加速。利用磁场外推法进行的进一步调查确定了位于震源活动区上方的磁零下方的扇形结构，喷发的CME包含在此拓扑特征中。我们提出，重新配置的日冕磁场驱动的爆发CME使弱冲击加速粒子沿场线最初包含在风扇，随后打开到日光层，产生所观察到的III型发射。这些结果表明，即使是太阳日冕中微弱的全球冲击也可以通过周围磁场的重新配置来加速高能粒子。
2021-08-11 astro-ph.SR
Harmonic elctron-cyclotron maser emissions driven by energetic electrons of the horseshoe distribution with application to solar radio spikes
内容电子回旋脉泽发射（ECME）是太阳射电尖峰的有利机制，自20世纪80年代以来得到了广泛的研究。大多数与太阳尖峰相关的研究采用能量电子的损失锥型分布，主要在基本X/O模式（X1/O 1）中产生波，等离子体振荡频率与电子回旋频率之比（$ω_ {pe}/Ω_{ce}$）低于1。尽管这一理论取得了很大的进展，一个主要的问题是基本的发射如何通过二次谐波吸收层的电晕和逃逸。这通常被称为理论的逃避困难。目标。为了解决ECME对太阳尖峰逃逸的困难，我们研究了马蹄形分布的高能电子驱动下ECME产生的谐波辐射。方法.我们进行了一个完全动力学电磁PIC模拟与$ω_ {pe}/Ω_{ce}$ = 0.1，对应于耀斑区域的强磁化等离子体条件下，与高能电子的马蹄形分布的特点。在模拟中，我们还改变了高能电子与总电子的密度比（$n_e/n_0$）。结果我们获得了有效的放大波在Z和X2模式，与一个相对较弱的增长O 1和X3。密度比越高，X2发射越强，高能电子到X2模的能量转换率可分别达到$\sim$ 0.06%和0.17%，其中$n_e/n_0$ = 5%和10%。结论.我们发现，马蹄形驱动的ECME能以较低的$ω_ {pe}/Ω_{ce}$有效激发X2和X3，为解决ECME在太阳射电尖峰中的逃逸难题提供了新的手段. X2和X3的同时增长可以用来解释在太阳尖峰中观察到的一些谐波结构。
2021-05-28 astro-ph.SR
Coronal magnetic topology and the production of solar impulsive energetic electrons
我们调查了2002年10月20日太阳脉冲高能电子（SIEE）事件的两个候选太阳源或活动区（AR）。考虑仪器效应，利用SIEE的速度色散，导出了SIEE的太阳粒子释放时间。发现在太阳上存在双电子注入。低能量（<13 keV）的电子注入与AR 10154中的C6.6耀斑一致，并伴随着突出的III型射电爆发，而不是AR 10160中更强的M1.8耀斑。然而，M1.8耀斑产生微弱的III型射电暴。而当一个类似喷流的日冕物质抛射到2.6个太阳半径时，9分钟后释放出25到300 keV的电子。基于位场源面（PFSS）模型，我们进一步研究了这两个AR上方的日冕磁位形。研究发现，起源于AR10154并与地球连接良好的开放场线为高能电子提供了逃逸通道。只有一小部分磁场在AR 10160上方开放，这是微弱的III型射电爆发的原因。然而，这些线并没有很好地连接起来，使得近地航天器无法探测到SIEE。这些结果似乎建立了日冕磁拓扑结构，III型射电暴的形成和SIEE的产生之间的物理联系。
2013-07-17 astro-ph.SR
Solar Energetic Particles and Associated EIT Disturbances in Solar Cycle 23
我们探讨之间的联系，太阳高能粒子（SEPs）观察到在1 AU和大规模的扰动传播的太阳日冕，命名后的极紫外成像望远镜（EIT）的EIT波，跟踪横向扩张的日冕物质抛射（CME）。对第23太阳活动周（1997-2006）期间的179个SEP事件进行了SOHO/EIT波的全面搜索。87%的SEP事件伴有EIT波。为了测试EIT波是否在SEP加速中发挥作用，我们将它们在帕克螺旋足点处的外推到达时间与26个与地球没有直接磁连接的东部SEP事件中的粒子起始时间进行了比较。我们发现，质子事件的发生与这种情况基本一致。然而，在许多情况下，第一个近相对论电子被过早地发现。此外，电子一般只有弱各向异性的俯仰角分布。这对SEP被EIT波加速或在低日冕中的任何其他空间受限区域中加速的想法提出了问题。来自东半球的SEP事件中弱电子各向异性的存在表明，行星际空间中的传输过程，包括交叉场扩散，在使SEP获得广泛的helio-brides方面发挥了作用。
2014-02-06 astro-ph.SR
Global Energetics of Solar Flares: VI. Refined Energetics of Coronal Mass Ejections
在这项研究中，我们改进了早期关于太阳耀斑和相关CME的全球能量学研究中提出的CME模型，并将其应用于太阳动力学天文台（SDO）任务前7年（2010 - 2016）期间观察到的所有（860）GOES M-和X-级耀斑事件，这使早期研究的统计数据翻了一番。模型改进包括：（1）CME的几何结构是一个经历自相似绝热膨胀的三维球体;（2）在CME的加速和传播过程中包含了太阳引力减速，它区分了爆发性和封闭性CME;（4）在EUV调光过程中探测到的CME质心运动与白光日冕仪观测到的前缘运动之间存在自洽关系;（5）CME动能和热能的均分;（6）Rosner-Tucker-Vaiana（RTV）标度律。改进的CME模型完全基于EUV调光观测（使用AIA/SDO数据），并补充了传统的白光散射模型（使用LASCO/SOHO数据），两个模型都能够独立确定CME的基本参数，如CME质量，速度和能量。比较两种方法发现：（1）LASCO检测CME的灵敏度不如AIA（2）LASCO低估了$m_{cme} \sim 10^{14}$ g以下的CME质量：（3）AIA和LASCO的质量、速度和能量在剔除异常值后的统计平均值中非常接近;（4）速度$v$、发射测量加权耀斑峰值温度$T_e$和长度尺度$L$的CME参数符合下列标度律（由第一性原理导出）：$v \propto T_e^{1/2}$、$v \propto (m…
2017-04-06 astro-ph.SR
Modelling Solar Energetic Neutral Atoms from Solar Flares and CME-driven Shocks
我们研究生产的高能中性原子（ENAs）在太阳耀斑和日冕物质抛射驱动的冲击和随后的传播到1 AU。计算了两种情况下1 au太阳ENA的时间剖面和注量谱：1）ENA产生于日冕物质抛射驱动的下游激波，2）ENA产生于太阳耀斑的大尺度耀斑后环。这两种情况下的时间分布和注量谱都有很大的不同。计算结果表明，太阳ENA可以作为研究太阳高能粒子（SEP）加速过程的一种新的探针，并区分大SEP事件中的两个加速点：太阳耀斑中的大环和CME驱动的激波下游。
2023-01-23 astro-ph.SR physics.space-ph
Waiting time distribution of solar energetic particle events modeled with a non-stationary Poisson process
研究了$WIND$和$GOES$探测器观测到的太阳高能粒子（SEP）事件的等待时间分布。太阳电子事件（SEE）和太阳质子事件（SPEs）的WTD都呈现出幂律的$\sim Δt^{-γ}$尾。SEE显示一个破幂律WTD。短等待时间（$<$ 70小时）的幂律指数为$γ_{1} =$ 0.99，长等待时间（$>$ 100小时）的指数为$γ_{2} =$ 1.92。单粒子效应的WTD的突变可能是由于共转相互作用区（CIR）的调制。的幂律指数$γ\sim$ 1.82推导出的SPE的WTD是一致的II型射电爆发的WTD，表明冲击波和高能质子的生产之间的密切关系。SEP事件的WTD可以用非平稳泊松过程建模，该过程被提出用于理解太阳耀斑的等待时间统计（Wheatland 2000; Aschwanden $\&$ McTiernan 2010）。我们推广了该方法，发现如果SEP事件率$λ= 1/Δt$随事件率的时间分布$f(λ) = A λ^{-α}exp(-βλ)$变化，则时间相关泊松分布可以产生幂律尾WTD $\sim Δt^{α- 3}$，其中$0 \leq α< 2$。
2014-08-11 astro-ph.SR
Energetics of the solar atmosphere
日冕在光球层上的过高温度构成了一个挑战。多个高能事件有助于维持日冕在如此高的温度。不同事件释放的能量可以在几个数量级上变化。像耀斑和日冕物质抛射（CME）这样具有地磁重要性的大能量事件对日冕的全球能量学贡献很小。因此，需要非常详细地研究具有几个（9-10）数量级的较低能量的事件，其发生频率要高得多。观测表明，这些具有不同能量的脉冲事件遵循幂律分布，表明一个共同的潜在机制。我们进行观测动机的日冕环（磁通量管）的建模，以了解这些小的瞬态事件的能量和它们的相似性脉冲事件，如耀斑。本论文采用基于日冕环0维流体动力学描述的EBTEL程序。这种方法是适当的快速估计系统的能量在很宽的参数范围。然后，我们讨论了EBTEL的改进，使其适用于更广泛的参数范围。其次，使用改进的EBTEL，探索使用单一的幂律分布模拟不同能量的脉冲事件的可能性。从多热等离子体和流体动力学模型的各个组成部分所观察到的排放量之间的比较表明加热是脉冲的。由于脉冲事件引起的场向流是我们模拟日冕循环的重要组成部分，我们讨论了过渡区加热的背景下，这种流动的影响。
2023-02-18 astro-ph.SR
Coronal Heating Driven by A Magnetic-gradient Pumping Mechanism in Solar Plasmas
日冕加热是天体物理学中一个长期存在的谜团。考虑到太阳磁场在空间上是不均匀的，从太阳表面到日冕有相当大的磁场梯度，本文提出了一种磁梯度泵机制，并试图解释热等离子体上升流的形成，如热II型针状体和热等离子体喷射等。磁场梯度驱使高能粒子从下方的太阳大气层向上移动，形成热的上升流。这些向上流动的高能粒子沉积在日冕中，使日冕变得非常热。粗略估计表明，日冕可以被加热到100万度以上，色球层中的上升速度约为40 km/s，日冕中的上升速度约为130 km/s。太阳磁通量管就像一台抽水机，从下面的热光球层中抽取高能粒子，输送它们并沉积在日冕中。高能粒子的沉积会使日冕变热，而它们从光球层逃逸会使下面的光球层变冷。这一机制为太阳日冕加热之谜提供了一个自然的解释。
2014-10-23 astro-ph.SR
Probing Solar Wind Structures with Solar Energetic Particle Observations from Solar Orbiter
Macau University of Science and Technology（澳门科技大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Shandong University（山东大学）；Southwest Research Institute（西南研究院）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Kiel University（基尔大学）
基于太阳轨道器观测，识别出一类太阳高能粒子通量偏转事件，揭示磁通量管是太阳风的普遍结构，并表明SEP可有效探测太阳风拓扑与动力学。
2026-05-22 astro-ph.SR
Third Harmonic Structure in an Interplanetary Type II Radio Burst and Other Energetic Phenomena During the 2024 September 14 Solar Eruption
本文报告了2024年9月14日太阳喷发中行星际II型射电暴的一次、二次和三次谐波观测，提出相干等离子体发射机制可解释该结构，并排除了同步加速机制。
2025-03-30 astro-ph.SR
Factors Affecting The Intensity of Solar Energetic Particle Events
本文对可能影响太阳高能粒子（SEP）事件的日冕物质抛射（CME）驱动冲击的环境和源因子的影响进行了更新。通过对第23太阳周所有大SEP事件的研究，证实了文献[1]中CME相互作用引起的强度变化。大的SEP事件被分为两组，一组与CME运行到其他CME，另一组与CME运行到周围的太阳风。与CME相互作用的SEP事件通常具有较高的强度。还讨论了冕洞对SEP强度的影响等新的可能性。例如，在一个连接良好的喷发和太阳盘中心之间存在一个大的冕洞，可能会因为CME和冕洞之间的相互作用而使冲击波连接不良。这一点可以用2004年12月3日的SEP事件来说明，该事件比相关的CME的开始延迟了大约12小时。在太阳上没有其他事件可以与SEP发作相关联。这一事件是一致的冕洞相互作用的可能性，影响的CME的连通性，产生SEP，因此SEP事件的强度。
2011-09-13 astro-ph.SR
Interfacing MHD Single Fluid and Kinetic Exospheric Solar Wind Models and Comparing Their Energetics
外逸层动力学太阳风模型与观测驱动的单流体磁流体动力学（MHD）模型接口。最初，光球磁图作为观测输入的流体方法外推日球磁场。然后，半经验日冕模型被用来估计等离子体的特性，直到日心距离为0.1AU。在此基础上，采用了一个完整的MHD模型，计算了直至地球轨道的太阳风宏观变量随时间的三维演化。在内部MHD边界的密度和速度接口后，我们比较的结果动力学外逸层太阳风模型的基础上的假设的麦克斯韦和Kappa速度分布函数的质子和电子，以及\textit{in situ}的观测在1 AU。这提供了对更详细的物理过程的洞察，例如日冕加热和太阳风加速，这些过程是通过在模型中包含超热电子而自然产生的。我们感兴趣的是在1 AU的太阳风的速度和密度的配置文件，在表征风的慢和快的源区域，并在类似的条件下比较MHD与外逸层模型。我们计算了这两种模型从低到高的日心距离的能量。
2017-09-05 astro-ph.SR
