Highly Energetic Electrons Accelerated in Strong Solar Flares as a Preferred Driver of Sunquakes
日震是在某些高能太阳耀斑中激发的增强型地震波。到目前为止,它们的起源仍有争议。本文选取了24太阳活动周的20个强耀斑,其脉冲相位被\emph{Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager}(\emph{RHESSI})完全捕获。在我们的样本中,12个日震活动耀斑中有11个的硬X射线(HXR)辐射与白光(WL)增强和日震表现出良好的时空相关性。光谱分析还揭示了一个更硬的光子光谱,延伸到几百千电子伏,这意味着相当大的人口耀斑加速非热电子在高能量。从数量上看,在300 keV以上的电子总能量的太阳活动耀斑是系统的不同,在太阳平静耀斑,而差异是边缘的电子超过50 keV。所有这些事实都支持高能电子作为太阳地震的首选驱动力。这样一个电子驱动的情况下,可以合理地容纳在最近提出的选择规则的框架内产生的太阳地震。对于剩下的一个事件,日震震中与磁印记是同空间的,即,光球上磁场的永久变化。定量计算表明,耀斑引起的向下洛伦兹力可以做足够的功来驱动日震,作为一个可行的日震驱动器为这个特定的事件。
2023-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Evidence for flare-accelerated particles in large scale loops in the behind-the-limb gamma-ray solar flare of September 29, 2022
本研究通过多波段观测分析了2022年9月29日日缘后耀斑,发现其100 MeV以上伽马射线源于边缘后方母活动区加速的离子,并经大尺度磁结构传输至可见日面,排除了CME激波作为辐射源的可能。
2024-02-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
First evidence of non-Gaussian solar flare EUV spectral line profiles and accelerated non-thermal ion motion
太阳耀斑等离子体的性质可以通过对光学细线的观测来确定。发射离子分布决定了线的形状,等温麦克斯韦离子分布产生高斯分布。非高斯线可以指示更复杂的离子分布。我们调查的可能性,确定耀斑加速的非热离子或等离子体的速度分布。利用日之出极紫外成像光谱仪(EIS)研究了耀斑SOL 2013 -05- 15 T01:45期间的极紫外谱线。该耀斑位于太阳东翼附近,具有扩展的环结构,可以在紫外线,极紫外线和X射线中清楚地观察到不同的耀斑特征:带状,硬X射线(HXR)足点和环顶源。EUV线光谱在七个不同的区域进行。我们研究了在2-4 MK温度下形成的孤立和未混合的Fe XVI线(262.976 A)的线轮廓。Fe XVI线轮廓在同一时间接近峰值软X射线发射和自由的定向质量运动检查使用:1。高阶矩分析,2.高斯拟合,以及3.通过拟合与高斯卷积的Kappa分布曲线来解释EIS仪器曲线。铁XVI线轮廓的环顶,HXR的脚点和带状区域可以放心地拟合与kappa线轮廓,给出低,非热kappa值在2-3.3之间。更高的矩分析还发现,许多线峰度值高于高斯值3,即使存在广泛的高斯仪器配置文件。耀斑加速的非热离子人口可以占两个观察到的非高斯线的轮廓,和从高斯拟合发现的Fe XVI过量增宽,如果发射离子与热化的4 MK电子人口相互作用,和仪器配置文件是很好的近似高斯。
2016-04-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
GEANT4 Simulations of Gamma-Ray Emission from Accelerated Particles in Solar Flares
伽马射线光谱学提供了对太阳耀斑中粒子加速的诊断,但由于加速粒子的角分布(如相对论性光束)和太阳大气中辐射的康普顿再处理的影响,在解释光谱时必须小心。在本文中,我们使用GEANT 4蒙特卡罗软件包来模拟加速电子和质子的相互作用,并研究这些影响的γ射线产生的电子韧致辐射和π衰变。我们认为511 keV湮灭线通量与200 keV连续谱和核去激发线(8- 15 MeV)以上的能带的比值是加速粒子的诊断,并与2003年10月28日X17耀斑的数据进行比较。我们还发现,来自加速质子的π次级粒子在$\sim$ 10 g cm $^{-2}$深度处产生正电子湮没线分量,并且随后511 keV光子的康普顿散射产生连续谱,该连续谱可以模拟正电子偶素3 $γ$衰变所预期的光谱。
2010-10-08 astro-ph.SR
Escape of Flare-accelerated Particles in Solar Eruptive Events
脉冲太阳高能粒子事件被广泛认为是由于太阳爆发事件产生的耀斑加速粒子迅速逃逸到行星际介质中。然而,根据这类事件的标准模型,被耀斑重联加速的粒子应该仍然被困在构成日冕物质抛射的通量绳中。这些粒子应该很晚才能和大量的喷出物一起到达地球。为了解决这个矛盾,我们已经扩展了我们以前的轴对称模型的耀斑加速粒子逃逸到完全三维(3D)的几何形状。我们报告的结果,磁流体动力学模拟的日冕系统,其中包括一个双极活动区嵌入在一个背景的全球偶极子场结构的太阳风。我们的模拟显示,多个磁重联事件发生之前和期间的CME爆发和行星际传播。除了建立通量绳的事件之外,开放场和CME之间的重联将闭合的日冕耦合到开放的行星际场。耀斑加速的粒子最初被捕获在日冕物质抛射中,因此可以沿着磁重联的尾迹进入开放的行星际磁场。这些3D结果与我们以前的计算之间的一个关键区别是,交换重联允许加速粒子从CME通量绳深处逃逸。我们估计的粒子逃逸通道的空间范围。耀斑加速和释放的高能粒子通过CME/开放场耦合之间的相对定时也被确定。我们的所有结果都比观测结果好。
2019-09-30 astro-ph.SR physics.space-ph
A Unified Computational Model for Solar and Stellar Flares
我们提出了一个统一的计算框架,可用于描述太阳和dMe星上的脉冲耀斑。这些模型假设耀斑脉冲相是由一束带电粒子引起的,带电粒子在日冕中加速并向下传播,沿途沉积能量和动量。这迅速加热了较低的恒星大气层,使其爆炸性膨胀并显着变亮。我们的模型包括从次光球延伸到日冕的通量管。利用Fokker-Planck动力学理论模拟了耀斑加速的带电粒子沿一维流管传播并加热恒星大气的过程。详细的辐射转移包括在内,使模型预测可以直接与观测进行比较。耀斑加速粒子的通量驱动返回电流,从而额外加热恒星大气。这些影响也包括在我们的模型中。我们研究模型太阳和dMe恒星大气的耀斑加速粒子束的影响,并进行参数研究不同的注入粒子能谱。我们发现大气响应强烈地依赖于加速粒子截止能量和光谱指数。
2015-07-15 astro-ph.SR
Probing solar flare accelerated electron distributions with prospective X-ray polarimetry missions
太阳耀斑的电子加速是一个非常有效的过程,但加速的方法没有很好的约束。两个基本的诊断:电子各向异性(速度角的指导磁场)和高能量截止(最高能量的电子产生的加速条件:机制,空间范围,时间),是重要的数量,可以帮助限制电子加速在太阳,但都是很差的确定。在这里,使用电子和X射线运输模拟,占碰撞和非碰撞运输过程,如湍流散射,和X射线散射,我们表明,X射线偏振可以用来约束加速电子分布的各向异性和最具活力的加速电子在一起。此外,我们表明,未来的任务,例如立方体卫星任务没有成像信息,可以使用这样的模拟一起来确定这些参数。我们的结论是,一个更全面的了解耀斑加速过程将来自任务能够X射线通量和偏振光谱测量在一起。虽然成像偏振是非常需要的,我们证明,光谱偏振仪没有成像也可以提供强有力的约束电子各向异性和高能量截止。
2020-12-18 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
A Technique for Automated Determination of Flare-ribbon Separation and Energy Release
本文介绍了一种自动测定耀斑带分离和双带耀斑过程中释放能量的方法。我们用色球H $α$滤波图和光球视线磁图分别分析了耀斑带分离和磁场结构。首先对耀斑带进行增强处理,然后采用“区域生长”技术提取耀斑带,一个形态学算子来帮助解决耀斑带。然后,使用在交互式数据语言(IDL \tm)平台上实现的自动技术,从磁极性反转线估计耀斑带的分离。最后,利用光球磁场数据和色球H $α$耀斑带的相应分离计算了耀斑能量释放率。该方法可以应用于测量任何感兴趣特征的运动(例如,强度、磁场、多普勒)。
2009-10-22 astro-ph.SR
Wave Generation by Flare-Accelerated Ions and Implications for 3He Acceleration
该研究通过粒子模拟发现,耀斑加速的高能质子和α粒子产生的斜向波能有效加热并输运$^3$He至加速区,其丰度可接近$^4$He,从而解释脉冲耀斑中$^3$He的增强现象。
2024-03-15 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Energetic Electrons Accelerated and Trapped in a Magnetic Bottle above a Solar Flare Arcade
本研究通过多波长观测与MHD和粒子模拟结合,证实耀斑弧上方磁瓶是电子加速和捕获的主要位点,电子经等离子体压缩和费米机制加速,仅少量逃逸。
2024-07-19 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
CME acceleration and non-thermal flare characteristics
我们研究了37个脉冲耀斑-日冕物质抛射(CME)事件的RHESSI非热X射线观测结果所证实的日冕物质抛射(CME)的主加速相与耀斑粒子加速之间的关系。CME峰值速度和峰值加速度与表征耀斑加速电子谱的各种参数产生明显的相关性。CME峰值速度与加速电子总能量的相关系数最高(c = 0.85),支持CME的加速和伴随耀斑的粒子加速从共同的能量源获得能量的观点,即可能是喷发构造后电流片中的磁重联。一般来说,CME峰值速度与非热耀斑参数的相关性比与CME峰值加速度的相关性高,但加速电子谱的谱指数与CME峰值加速度的相关性更高(c = -0.6),这表明耀斑加速电子谱的硬度与CME上升结构的脉冲加速过程紧密耦合。我们还得到了CME起始高度$h_0$与非热耀斑参数之间的高度相关性,其中$h_0$与耀斑加速电子谱指数(c = 0.8)的相关性最高。这意味着CME在低日冕高度爆发,即在较强磁场的区域,伴随着耀斑,耀斑更有效地将电子加速到高能量。在大多数的事件(80%),非热耀斑发射开始后,CME加速(6分钟),给电流片长度在发病的磁重联21 \pm 7微米。耀斑HXR峰值是很好地同步与CME加速曲线的峰值。
2012-05-11 astro-ph.SR
Interplay of Boltzmann equation and continuity equation for accelerated electrons in solar flares
在太阳耀斑期间,大量的电子在太阳大气中的等离子体中被加速。对这些电子运动的精确测量开始从硬X射线成像光谱观测的分析中变得可用。本文讨论了描述电子系综的Boltzmann动力学方程的线性化扰动,电子系综在太阳耀斑期间被能量释放加速。无论是在高能量的限制或在消失的背景温度这样的方程减少到一个连续性方程配备了额外的力量的随机性。这种随机力实际上是由众所周知的能量损失率描述的,由于库仑碰撞与周围的粒子,但是,为了匹配线性化玻尔兹曼方程中的碰撞核,它需要以一种非常具体的方式处理。在本文的第二部分中,导出的连续性方程求解与一些双曲线技术,并得到的解决方案是书面的形式适合于与硬X射线成像光谱望远镜收集的数据进行比较。最后,第一次验证的模型与美国宇航局Ramaty高能量太阳光谱成像仪光谱仪测量。
2015-02-16 astro-ph.SR
Dynamics of plasma heating and energy distributions of accelerated electrons during solar flares based on X-ray and ultraviolet emission
本论文的目的是通过重建加速/加热电子的能量分布来研究太阳耀斑的性质,基于EUV和X射线观测的耀斑等离子体诊断,以及在“标准”耀斑模型中估计热平衡。X射线数据来自Ramaty高能太阳光谱成像仪和俄罗斯太阳观测台KORONAS-F(IRIS实验)。太阳动力学观测/大气成像组件(SDO/AIA)提供的EUV数据。在第一章中,提出了一种新的技术,它允许在第一次确定的光子谱的基础上KORONAS-F/IRIS的观测,然后使用随机搜索方法和Tikhonov正则化方法重建的发射电子的能谱。在第二章中,介绍了同时拟合模型差分发射测量函数(DEM)RHESSI和SDO/AIA数据的技术,它允许推断电子分布的X射线和EUV观测。所提出的方法允许重建加速/加热电子的光谱和耀斑等离子体的基本参数,如温度,发射测量,总电子数密度,和耀斑能量。此外,还开发和应用了适合于DEM分析和耀斑平均电子通量谱的解析函数,以及以差分发射测度形式表示的卡帕分布。第三章考虑了在“标准”耀斑模型下不同耀斑区日冕环的热平衡和硬X射线发射。本论文基于以下论文:Motorina等人,TePh,2012,Motorina & Kontar,Ge&Ae,2015,Battaglia et al.,ApJ,2015,Motorina等人,TePh,2016,Tsap等人,Ge&Ae,2016.
2017-10-29 astro-ph.SR
Total Power and Low-energy Cut-off Time Evolution of Solar Flare Accelerated Electrons Using X-Ray Observations and Warm-Target Model
本文结合RHESSI与SolO/STIX的硬X射线光谱成像观测和暖靶模型,揭示耀斑电子低能截止、总功率、注入速率及超额热辐射量的时间演化规律。
2025-06-10 astro-ph.SR
Flare-accelerated Electrons in the Kappa Distribution from X-Ray Spectra with the Warm-Target Model
本研究在暖靶模型中采用kappa形式注入电子,分析了RHESSI和STIX观测的两个M级耀斑,发现kappa分布比幂律形式产生更低非热能量且参数不确定性小,能确定总电子数密度等关键属性。
2024-10-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evolution of Flare-accelerated Electrons Quantified by Spatially Resolved Analysis
在太阳耀斑中被加速的非热电子在两个不同的、高度互补的领域产生电磁辐射--硬X射线(HXR)和微波(MW)。本文报告了2017年9月9日发生的M1.2耀斑的扩展欧文斯谷太阳能阵列的MW成像光谱观测,从中我们推导出不断变化的日冕参数图。我们分析这些数据与互补的Ramaty高能太阳光谱成像仪HXR数据,揭示了空间分辨的非热电子在耀斑体积的演变。我们发现,非热电子分布的高能量部分,负责MW发射,显示出比低能量部分,负责HXR发射更突出的演变(在强光谱硬化的形式)。我们发现,所揭示的趋势是一致的,根据一个简化的陷阱加沉淀模型与持续注入/加速的非热电子,产生一个双幂律与稳定增加的断裂能量的单电子人口演变。
2020-04-27 astro-ph.SR
Collisional relaxation of electrons in a warm plasma and accelerated nonthermal electron spectra in solar flares
本文扩展了以往对太阳耀斑中的非热电子输运的研究,包括碰撞能量扩散和快电子热化的影响,提出了一种从硬X射线谱的观测中推断出更精确的太阳耀斑中加速电子谱的分析方法。与标准冷靶模型不同,需要考虑耀斑区域的空间特性,特别是考虑源中有限体积的热等离子体的必要性,以便从源积分电子通量谱(从硬X射线观测直接获得的量)正确地获得注入的电子谱。我们表明,电子热化的效果可以是显着的,足以抵消需要引入一个{ \it特设}低能量截止注入电子光谱,以保持在非热电子注入功率在一个合理的值。相反,与从冷目标分析中推导出的注入光谱相比,推断出的注入光谱的低能量端的抑制允许从硬X射线观测中推断出太阳耀斑中注入的非热电子中的更现实的能量。
2015-07-03 astro-ph.SR
GeV Particle Acceleration in Solar Flares and Ground Level Enhancement (GLE) Events
{ \sl地能级增强(GLE)}事件代表最大类别的{ \sl太阳高能粒子(SEP)}事件,其需要加速过程来产生$\gapprox 1$ GeV离子,以便在地球大气中产生具有足够强度的次级粒子簇射,以被地能级中子监测器检测到,在宇宙射线的背景之上。虽然GLE事件与太阳耀斑和日冕物质抛射(CME)的关联是无可争议的,但问题是负责加速的地点:日冕耀斑地点还是日球层CME相关的冲击?为了研究第一种可能性,我们探讨了GLE事件的时间与硬X射线生产在太阳耀斑,考虑高度和磁拓扑的耀斑,扩展加速的作用,和粒子捕获。我们发现,50%(12个中的6个)的最近(非掩)GLE事件在脉冲耀斑阶段加速,而其余一半则明显加速。看来,提示GLE组件,这是在几乎所有的GLE事件中观察到的,是由耀斑加速粒子在较低的日冕,而延迟逐渐GLE组件可以产生的,无论是通过延长加速和/或捕获在耀斑网站,或粒子加速CME相关的冲击在其传播过程中通过日光层。
2011-12-20 astro-ph.SR
Detection of acceleration processes during the initial phase of the 12 June 2010 flare
我们对2010年6月12日耀斑初始阶段的等离子体参数进行了分析(SOL 2010 -06- 12 T00:57)。耀斑的一个特点是探测到了$γ$ --这种发射在如此微弱和短暂的事件中是不寻常的。分析表明,耀斑爆发前约5分钟,在94个耀斑图像,空间上与非极化微波(MW)源在17 GHz(\textit{the Nobeyama Radio Heliograph}),这是中性线相关的源(NLS)检测到耀斑的前兆。通过比较\textit{the Nobeyama Radio Polarimeters}和\textit{the multi-frequency Siberian radioheliograph}(4.6和6.4 GHz的新的10天线射电日像仪原型)的MW数据和\textit{the Fermi Gamma-ray Space Telescope}的硬X射线(HXR)观测结果,发现在耀斑初始阶段存在加速电子。MW和HXR光谱的分析也证实了加速粒子的存在。此外,在不同的HXR能带和MW频率的几个光变曲线之间的良好的时间相关性表明HXR和MW发射由一个共同的人口加速电子的产生。在耀斑的初始阶段和软-硬-硬(SHH)的光谱行为的加速粒子的检测表明粒子加速的几个情节,并确认耀斑演化的非脉冲型。
2012-07-25 astro-ph.SR
Suppression of parallel transport in turbulent magnetized plasmas and its impact on non-thermal and thermal aspects of solar flares
在太阳耀斑中,热电子和超热电子中所含能量的传输在我们理解耀斑现象的许多方面,从硬X射线发射的空间分布到全球能量学,都起着关键作用。最近的{ \em RHESSI}观测指出,存在一种机制,限制电子的耀斑环的日冕部分更有效地比库仑碰撞的动机,我们在这里考虑的影响,俯仰角散射湍流磁波动的电子在耀斑日冕环的平行运输。它示出,除了库仑碰撞散射这样的散射机制的存在下,可以显着降低平行的热传导率和电导率相对于它们的碰撞值。我们提供了说明性的表达式所产生的热电系数,涉及的热通量和电流密度的温度梯度和所施加的电场。然后,我们评估这些修改后的传输系数对耀斑日冕温度,可以达到的效果,后脉冲阶段冷却的加热日冕等离子体,和对环境加热和加速电子的能量损失率的重要性的束中和返回电流。我们还讨论了可能的方式,异常传输过程有影响所需的总能量与加速电子在太阳耀斑。
2016-03-29 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Accelerated electrons observed down to <7 keV in a NuSTAR solar microflare
我们报告的检测从一个小的太阳微耀斑(GOES类A5.7)的核光谱望远镜阵列(NuSTAR)观察到的非热电子分布的发射,与支持观测的拉马蒂高能太阳光谱成像仪(RHESSI)。耀斑等离子体是很好地占厚靶模型的加速电子碰撞热化内的循环,类似于“日冕厚靶”的行为偶尔观察到较大的耀斑。这是第一次使用直接成像仪(而不是间接成像仪器)对来自太阳的非热硬X射线进行积极探测。加速电子分布的光谱指数为6.3 +/- 0.7,向下延伸到至少6.5 keV,并以约2x 1027 erg/s的速率沉积能量,将耀斑环加热到至少10 MK。在低至<5 keV的X射线中,主要的非热发射的存在意味着RHESSI发射几乎完全是非热的,这与RHESSI光谱学中通常假设的相反。非热能与热能之比与大耀斑相似,而与先前对小RHESSI耀斑的研究结果相反。基于平均电子能量和碰撞平均自由程,我们认为日冕厚靶可能是许多小微耀斑的共同特性,未来的观测将有助于了解耀斑粒子加速度如何在能量尺度上变化,并将有助于推动对纳米耀斑的观测制度,这是一个可能的日冕加热源。
2020-03-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Advection-nonlinear-diffusion model of flare accelerated electron transport in Type III solar radio bursts
本文提出一种新的电子传输模型,通过自洽变化的准线性距离/时间导出非线性对流-扩散方程,预测了快速电子束的缓慢超扩散扩展,并解释了III型太阳射电暴的部分特征。
2024-10-15 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Global Energetics of Solar Flares: VII. Aerodynamic Drag in Coronal Mass Ejections
在以往的统计研究中,耀斑磁重联过程中所耗散的自由能被认为是太阳耀斑全球能量收支的最终能量来源,而这种过程通常伴随着日冕物质抛射(CME)。在这里,我们探讨的CME,它提供额外的能量从缓慢的太阳风的CME事件,除了磁能供应的空气动力阻力的影响。为此,我们拟合了Cargill(2004)和Vrsnak等人的分析气动阻力模型。{ \bf(2013)}到LASCO/SOHO数据的高度-时间剖面$r(t)$,在SDO时代的前8年(2010-2017)期间观察到14,316个CME事件{ \bf(确保AIA的EUV覆盖)}。我们的主要发现是:(i)平均太阳风速度为$w=472 \pm 414$ km s $^{-1}$,(ii)最大阻力加速日冕物质抛射能量为$E_{drag} \lapprox 2 \times 10^{32}$ erg,(iii)最大耀斑加速日冕物质抛射能量为$E_{flare} \lapprox 1.5 \times 10^{33}$ erg;(iv)所有耀斑加速日冕物质抛射的动能总和与阻力加速日冕物质抛射的动能之比为4倍;(v)拖曳力的加入稍微降低了从$\approx 7\%$到$\approx 4\%$耀斑中CME动能的总能量收支;(vi)CME到达地球的时间可以用$\approx 23\%$的精度来预测。
2019-06-13 astro-ph.SR
Solar Gamma-Ray Evidence for a Distinct Population of $>$ 1 MeV Flare-Accelerated Electrons
本研究通过分析25次太阳耀斑的γ射线光谱,分离出独特的PLexp连续谱成分,证实其起源于日冕中各向同性的数MeV加速电子,为太阳耀斑电子加速研究提供了新观测证据。
2025-02-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Energy-Containing Electrons in Solar Flares: Improving Hard X-Ray and EUV Diagnostics
University of Glasgow(格拉斯哥大学)
本研究通过结合暖靶模型与EUV观测,改进了对太阳耀斑中能量电子的诊断,揭示了其在日冕中的热化过程。
2025-11-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Hard X-ray footpoint sizes and positions as diagnostics of flare accelerated energetic electrons in the low solar atmosphere
太阳耀斑中的硬X射线(HXR)辐射几乎完全来自耀斑区域的一小部分,即磁环的足点。利用RHESSI对太阳耀斑足点的观测,确定了6个近临边事件足点的径向位置和大小随能量的变化,以研究耀斑加速电子的输运和色球层的性质。HXR可见性前向拟合允许在HXR范围内的不同能量下找到沿着和垂直于扩口回路的磁场的HXR足迹点的位置/高度和尺寸。我们发现,在一半的分析事件,一个明确的趋势,降低的高度源的能量found. Supposed碰撞厚靶运输,HXR源位于600和1200公里以上的光球光子能量分别为120和25 keV之间。在其他事件中,作为能量函数的位置在不确定性范围内是恒定的。垂直尺寸(沿电子传播的路径)的范围从1.3到8弧秒,这是高达4倍大于厚目标模型的预测,即使在HXR源的位置/高度与碰撞厚目标模型一致的事件。磁镜,碰撞俯仰角散射和X射线散射的结果进行了讨论作为潜在的解释。
2011-04-15 astro-ph.SR
The efficiency of electron acceleration during the impulsive phase of a solar flare
本文利用RHESSI硬X射线和SDO/AIA极紫外观测,对2017年9月10日太阳耀斑中加速电子比例给出约10^{-2}的上限,比此前微波推断低两个数量级,为磁重联电子加速机制研究提供了关键约束。
2023-04-09 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Acceleration, magnetic fluctuations and cross-field transport of energetic electrons in a solar flare loop
等离子体湍流被认为与太阳耀斑中涉及的各种物理过程有关,包括磁重联、粒子加速和输运。利用Ramaty高能太阳光谱成像仪({ \it RHESSI})的观测和X射线可见度分析,我们确定了一次耀斑(GOES M3.7级,2002年4月14日23 $:$ 55 UT)的高能电子的空间和光谱分布,这一耀斑以前被认为与重联情景相一致。结果表明,由于环中存在高密度等离子体,电子必须绕长$\sim 2\times 10^9$ cm、宽$\sim 7\times 10^8$ cm的环顶点连续加速。几十keV的电子的能量依赖的运输被观察到发生沿和跨引导磁场的环路。我们表明,交叉场运输是一致的磁湍流的存在下,在循环中,电子被加速,并估计的大小的场线扩散系数的耀斑的不同阶段。在给定的磁场关联长度下,计算了磁涨落的能量密度,它大于非热电子的能量密度。当最大数量的电子被加速时,磁波动的水平达到峰值,并且在衰变阶段低于可检测性或不存在。这些硬X射线观测提供了第一个观测证据,证明磁湍流控制着致密耀斑环中高能电子的演化,并暗示了它们的湍流加速。
2011-02-17 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Electron Acceleration and Jet-Facilitated Escape in an M Class Solar Flare on 2002 August 19
准直等离子体的突然喷流来自太阳上的许多位置,包括活动区域。喷流出现时所处的磁场通常对行星际空间是开放的,为任何耀斑加速的电子提供了一条清晰的“逃逸路线”,使喷流成为研究粒子加速和瞬态日光层事件的太阳源的有利可图的目标。韧致辐射硬X射线(HXR)原则上可以追踪沿着喷流路径逃逸的加速电子,但由于日冕的密度较低,逃逸电子束的测量通常很困难。在这项工作中,我们增加了HXR观测与回旋同步辐射在微波中观察到的,以及极紫外(EUV)的发射和建模调查耀斑加速电子在日冕喷流。来自RHESSI和OVSA的HXR和微波数据分别提供了对电子光谱和位置的补充见解,包括射流本身中加速电子的存在。来自Konus-Wind仪器的高时间分辨率HXR数据表明电子加速时间尺度为1秒或更短。我们使用SoHO/MDI,RHESSI,TRACE和OVSA数据作为约束条件,在GX模拟器框架中模拟高能电子分布。结果是模拟了逃离太阳时加速电子的分布,该分布受到测量的影响和约束。结合检测微波回旋同步辐射从一个开放的,而不是封闭的,磁配置,与现实的3D建模磁图,EUV和X射线发射的约束,我们得到了最严格的限制,以日期内的加速电子太阳射流。
2018-10-30 astro-ph.SR
Characteristics of the Accelerated Electrons Moving along the Loop Derived from Cyclical Microwave Brightenings at the Footpoints
本研究通过分析2014年10月22日M级耀斑足点的循环微波增亮,估算出沿磁环运动的加速电子平行磁场速度与投掷角,发现多数电子在足点反射,证实增亮源于电子弹跳运动。
2023-10-04 astro-ph.SR
Modeling Hadronic Gamma-ray Emissions from Solar Flares and Prospects for Detecting Non-thermal Signatures from Protostars
我们研究了太阳耀斑脉冲阶段的γ射线辐射和原恒星耀斑非热信号的可探测性。高能太阳耀斑发射出GeV能量的高能γ射线,但其产生机制和发射地点至今仍不清楚。年轻的恒星物体,包括原恒星,也会出现明亮的X射线耀斑,但由于强烈的遮蔽,耀斑活动的触发机制仍然不清楚。毫米/亚毫米波段和伽马射线波段的非热特征具有很强的穿透能力,可用于探测原恒星耀斑。我们发展了一个太阳耀斑脉冲阶段的非热辐射模型,其中宇宙射线质子在终止激波处加速,通过与蒸发等离子体的强子核相互作用产生高能γ射线。该模型可以再现太阳耀斑脉冲阶段的γ射线数据。我们将我们的模型应用到原恒星耀斑,并表明切伦科夫望远镜阵列将能够检测到的TeV能量的伽马射线,如果粒子加速在原恒星耀斑是有效的。与质子一起加速的非热电子可以通过同步辐射发射出强烈的毫米和亚毫米信号,其功率与从年轻恒星观察到的高能毫米/亚毫米瞬态一致。未来对原恒星的伽马射线和毫米/亚毫米观测,与硬X射线观测相协调,将揭示原恒星耀斑的非热粒子产生和触发机制。
2023-01-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Spectral Power-law Formation by Sequential Particle Acceleration in Multiple Flare Magnetic Islands
我们提出了一个第一性原理模型的俯仰角和能量分布函数的演变,粒子顺序加速多耀斑磁岛。从磁流体动力学(MHD)模拟的爆发耀斑/日冕物质抛射的数据提供了不断变化的粒子分布的环境条件。在自洽形成的耀斑电流片上,由零星的重联产生的磁岛收缩并加速粒子。粒子分布的演变使用我们以前的工作中得出的规则。在这项研究中,我们假设一个规定的部分粒子顺序地“跳”到另一个加速器,并接收额外的能量和各向异性的提升。这个顺序的过程中产生的粒子数谱,服从近似幂律在中等范围的能量,并提出了低,高能量的休息。我们分析这些光谱区域作为模型参数的函数。我们还提出了一个完整的分析方法,形成和解释这样的频谱,独立的顺序加速模型。该方法只需要几个受约束的物理参数,如加速器之间转移的粒子的百分比,每个加速器的能量增益,以及访问的加速器的数量。我们的研究旨在通过结合全球模拟和分析动力学理论,弥合磁流体和动力学制度之间的差距。该模型再现并解释了观测到的耀斑硬X射线光谱的关键特征以及加速粒子的基本性质。我们的分析模型为任务和望远镜提供了解释高能观测的工具,如RHESSI,FOXSI,NuSTAR,太阳轨道器,EOVSA和未来的高能任务。
2022-01-14 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Correlation of hard X-ray and white light emission in solar flares
本文对太阳耀斑中硬X射线和白光发射之间的相关性进行了统计研究,以寻找耀斑加速电子和白光形成之间的联系。我们分析了43个耀斑跨越GOES类M和X使用RHESSI(拉马迪高能太阳光谱成像仪)和HMI(日震和磁成像仪)的观测。我们计算的X射线通量在30千电子伏和白光通量在6173毫瓦的总和超过硬X射线耀斑带的积分时间为45秒左右的峰值硬X射线的时间。我们发现硬X射线通量和过量白光通量之间有很好的相关性,能量为30 keV的光子的相关系数最高为0.68。假设厚靶模型,一个类似的相关性之间的沉积功率耀斑加速电子和白光通量。的相关系数被认为是最大的能量沉积的电子以上~50千电子伏。在较高的电子能量的相关性逐渐下降,而迅速下降,如果被认为是由低能电子提供的能量增加。这表明,能量约为50 keV的耀斑加速电子是白光产生的主要来源。
2015-11-24 astro-ph.SR
A Cold Flare With Delayed Heating
最近,一些奇特的耀斑已被报道,这表明显着的非热粒子签名与低,如果有的话,热发射,这意味着密切关联的观测到的发射与初级能量释放/电子加速区。本文利用\kw的HXR资料、SSRT、RINGS、NoRH和NoRP的微波观测资料、背景观测资料和三维数值模拟,研究了一次耀斑的能量释放、粒子加速和输运,以及非热特征和热特征之间的关系。耀斑过程中发现,涉及一个小的和一个大的循环和加速粒子之间的相互作用,在它们之间大致相等的数量。由于环体积小,小环的电子沉淀只产生微弱的热响应,而大环中捕获的电子在环的日冕部分损失了大部分能量,导致日冕等离子体加热,但没有或只有微弱的色球蒸发,因此异常微弱的软X射线发射。快电子在大环中的能量损失很慢,导致等离子体加热的延迟。我们确定了脉冲加速电子布居数在沿小回线磁场的电力方向上具有波束角分布。大环中粒子的加速输运主要是由湍流波介导的,这与其它已报道的冷耀斑相似。
2016-03-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Electron acceleration by turbulent reconnection in solar flares
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University(南京大学天文与空间科学学院);Key Laboratory for Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University), Ministry of Education(教育部现代天文学和天体物理学重点实验室(南京大学));Institute of Science and Technology for Deep Space Exploration, Suzhou Campus, Nanjing University(南京大学苏州校区深空探测科学与技术研究院);State Key Laboratory of Lunar and Planetary Sciences, Macau University of Science and Technology(澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室)
本研究通过高分辨率MHD模拟,发现太阳耀斑的湍流重联可快速加速电子至约90keV,加速由湍流驱动压缩结构实现,为高能粒子加速机制提供了新见解。
2026-09-03 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Determination of electron density and filling factor for soft X-ray flare kernels
在确定软X射线(SXR)耀斑核的电子密度的标准方法中,有必要假设核沿视线的延伸是什么。这是获得的密度的显著不确定性的来源。在我们之前的论文(Bak-Steslicka和Jakimiec,2005)中,我们已经制定了另一种推导电子密度的方法,其中没有必要假设核沿着视线的延伸是什么。问题的关键在于,许多耀斑在其衰变阶段,沿着稳态模型[准稳态(QSS)演化]的序列演化,然后,为稳态模型导出的标度律可以用来确定电子密度。本文的目的是:(1)改进两种密度测定方法;(2)比较两种方法测得的密度。我们已经选择了一些耀斑的QSS演化过程中的衰变阶段。用标准方法和我们的QSS方法导出了这些耀斑的电子密度N。比较用两种不同方法获得的N值允许我们:(1)测试获得的密度,(2)评估SXR发射等离子体的体积填充因子。一般来说,我们已经发现了良好的协议(没有大的系统差异)的电子密度值与两种方法获得的,但在某些情况下,值可以相差一个因素高达2。对于大多数耀斑内核估计填充因子原来是约1,耀斑最大值附近。
2011-04-05 astro-ph.SR
First search for GeV neutrinos from bright gamma-ray solar flares using the IceCube Neutrino Observatory
在20世纪80年代末,Homestake实验中的中微子总通量增加,与太阳耀斑的出现相一致,因此太阳中微子探测器开始寻找太阳耀斑的信号。太阳耀斑将磁能转化为等离子体的热能和质子等带电粒子的动能。由于磁重联,质子从日冕加速区向下注入,并与太阳低层大气中的稠密等离子体相互作用,产生介子,随后衰变为O(MeV-GeV)能量的伽马射线和中微子。寻找太阳耀斑中微子的主要动机来自于它们的强子起源。作为高能质子与色球碰撞的固有产物,它们是加速向色球的质子的直接探测器。因此,使用多信使方法,有可能限制太阳耀斑中发生的质子加速,包括加速通量的光谱指数及其形状。我们提出的第一次搜索的结果GeV中微子发射期间太阳耀斑与冰立方中微子天文台进行。我们提出了一种新的方法,使我们能够大大降低能量阈值的冰立方,最初设计用于检测10 GeV-PeV的中微子。我们比较相应的通量的理论估计的结果。
2019-08-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
A Joint Microwave and Hard X-Ray Study Towards Understanding the Transport of Accelerated Electrons during an Eruptive Solar Flare
本研究利用EOVSA和SolO/STIX的同步微波与X射线观测,从不同视角对比了太阳耀斑冕源与足点源的非热电子分布,揭示了沉降电子通量高于环顶且足点谱更软的特性,为理解电子传输效应及多波段诊断提供了关键依据。
2024-04-22 astro-ph.SR
Determination of Stochastic Acceleration Model Characteristics in Solar Flares
在我们最近的论文(Petrosian & Chen 2010)之后,我们开发了一种反演方法,可以在漏箱框架下直接和非参数地从观测中确定粒子加速机制的基本特征。在上面的论文中,我们证明了这种方法获得的逃逸时间的能量依赖性。在这里,通过转换的Fokker-Planck方程的积分形式,我们推导出的能量扩散系数和直接加速率的随机加速的加速和逃逸粒子谱的能量依赖性。结合Piana等人2007年提出的正则化反演方法和我们的程序,我们将太阳耀斑的加速特征直接与RHESSI的计数能见度数据联系起来。我们确定的电子逃逸,俯仰角散射,能量扩散的时间尺度,并在环顶加速区的两个强烈的太阳耀斑的电子通量光谱图像的基础上的直接加速。X3.9级事件显示出加速和散射时间尺度的显著不同的能量依赖性,而M2.1级事件显示出较温和的差异。M2.1级事件可能与具有非常陡峭湍流谱的随机加速度模型一致。对X3.9级事件的一个可能的解释是,电子从加速区的逃逸不是由随机游走过程控制的,而是受磁镜像的影响,其中散射时间与逃逸时间成正比,并且具有类似于能量扩散时间的能量依赖性。
2013-09-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Spatio-temporal energy partitioning in a non-thermally dominated two-loop solar flare
太阳耀斑表现出显着的变化的能量分配之间的热和非热的成分。那些具有显著非热成分但只有适度热成分的电子特别适合于研究非热电子对等离子体加热的直接影响。在这里,我们分析了这样一个观测良好的脉冲单尖峰非热事件,一个SOL 2013 -11- 05 T035054太阳耀斑,其中等离子体加热可以完全归因于这些脉冲加速电子的能量损失。利用X射线、微波和极紫外观测和三维模型分析了耀斑期间热分量和非热分量的能量收支演变。结果表明:(i)耀斑的几何结构符合双环结构,磁能很可能是由于这两个环之间的相互作用而释放的;(ii)释放的磁能只转化为加速电子的非热能,然后再转化为等离子体的热能;(iii)能量在这两个耀斑环中的分配相当;(iv)其中一个燃烧环保持相对稀薄但相当热,而另一个保持相对较冷但比第一个更致密。因此,这个太阳耀斑表明了一个极端的效率转换的自由磁能的非热能粒子加速和能量流到两个环路从非热到热的一个可以忽略不计的直接加热。
2020-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Science Objective: Understanding Energy Transport by Alfvénic Waves in Solar Flares
太阳耀斑是由日冕重联事件释放的磁能驱动的,随后能量被输送到色球层,加热等离子体并引起特征辐射损失。在碰撞厚靶模型中,加速到能量超过10 keV的电子穿过日冕并撞击色球层,在那里它们通过与低层大气中密度更大的等离子体碰撞来沉积能量。虽然在耀斑中无疑有高能非热电子加速,但尚不清楚这些电子束是否是能量传输的唯一机制,或者它们是否只在耀斑演化的某些阶段占主导地位。Alfvénic波是在磁场线的重联后弛豫过程中产生的,因此研究它们在能量输运中的作用很重要。
2017-02-06 astro-ph.SR
Determination of the Acceleration Region Size in a Loop-structured Solar Flare
为了研究太阳耀斑中产生韧致辐射的电子的加速和传播,我们分析了不同时刻耀斑环大小随能量的演化。利用\textit{Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager}(\textit{RHESSI})观测资料,对2002年4月14日23:55左右开始的GOES M3.7环结构耀斑进行了详细研究。我们构建光子和平均电子通量地图在2 keV的能量箱通过处理观测推导的光子和电子vibrium,分别通过几种图像处理方法:基于可扩展性的前向拟合(FWD)算法,最大熵(MEM)的程序和UV平滑(UVS)的方法。我们估计细长耀斑的大小(即,张开环的长度和宽度)。采用扩展的加速区域的碰撞模型,我们适合的环长度作为能量的函数在光子和电子域。由此得到的拟合参数允许我们估计在$\sim 13 \rm{arcsec}$和$\sim 19 \rm{arcsec}$之间的加速度区域的范围。前向拟合和uv平滑算法的结果基本相似,但在电子域的拟合效果更好,这两种方法的一致性为模型能够可靠地确定加速区的几何参数提供了强有力的支持。加速区域估计是一个相当大的分数($\sim 1/2$)的循环范围,表明这种密集的耀斑循环结合了加速和运输的电子,与并发厚目标韧致辐射发射。
2012-06-03 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Global Energetics of Thirty-Eight Large Solar Eruptive Events
我们已经评估了38个太阳爆发事件的能量观测各种航天器仪器在2002年2月和2006年12月之间,准确的观测允许。测量的能量分量包括:(1)GOES 1 - 8A波段的辐射能量,(2)软X射线(SXR)发射等离子体的总辐射能量,(3)SXR发射等离子体的峰值能量,(4)整个事件持续时间的辐射热能量,(5)等离子体的总辐射能量。(5)20 keV以上的耀斑加速电子能量和1 MeV以上的耀斑加速离子能量:(6)日冕物质抛射(CME)的动能和势能;(7)在行星际空间观测到的太阳高能粒子(SEP)中的能量;(8)估计在相关活动区域中可获得的自由(非势能)磁能的数量。主要结论包括:(1)由SXR发射等离子体辐射的能量超过产生这种辐射的热等离子体的峰值能量含量大约半个数量级;(2)耀斑加速的电子和离子中的能量含量足以提供整个事件中所有波长上辐射的辐射热能量;(3)耀斑加速的电子和离子的能量含量是相当的;(4)SEP中的能量通常是CME动能的几个百分比(在太阳风的静止坐标系中测量);(5)可用的磁能足以为CME、耀斑加速粒子和热等离子体提供动力。
2012-09-12 astro-ph.SR
New Approach to Superflare Energy Determination
University of Wrocław(弗罗茨瓦夫大学);Astronomical Institute, Academy of Sciences of the Czech Republic(捷克科学院天文研究所)
本文提出了一种基于时间依赖温度演变和经验推导峰值温度的方法,以提高超闪焰能量估计的准确性,减少系统误差。
2026-02-09 astro-ph.SR
Role of Suprathermal Runaway Electrons Returning to the Acceleration Region in Solar Flares
在太阳耀斑期间,大量高能电子从重新连接的磁通量管的顶部向低层大气传播。在电子传输的过程中,感应出同空间逆流返回电流,从而平衡电流密度。响应于返回电流电场,一部分周围电子将被加速进入失控状态。然而,描述加速电子束/返回电流系统的模型通常未能自洽地考虑这些超热逃逸电子。我们开发了一个模型,在该模型中,加速的电子束驱动一个稳态,子德雷塞共空间返回电流电场,局部平衡的直接束电流和自由加速的背景(返回电流)电子的一小部分。该模型是自洽的,即,考虑了由直接束和逃逸电流的共同演化引起的电场。我们发现:(1)回流电场可以使大量超热电子返回加速区,在那里它们可以被进一步加速到更高的能量,逃逸电子可以是返回到非热束加速区的回流通量的百分之几十;(2)超热电子的能量增益可以达到$10-35$ \,keV,(3)与忽略逃逸分量的模型相比,电晕区的加热率可降低一个数量级。结果依赖于注入束流密度、背景等离子体的温度和密度。
2021-03-25 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
First detection of >100 MeV gamma rays associated with a behind-the-limb solar flare
我们报告的第一次检测到的>100兆电子伏的伽马射线与背后的肢体太阳耀斑,这提供了一个独特的机会,探讨高能耀斑发射和粒子加速的基本物理。2013年10月11日,STEREO-B观测到GOES M1.5级太阳耀斑发生在太阳边缘后约9.9度。RHESSI观察到肢体上方的硬X射线发射,最有可能来自耀斑环顶,因为足点被遮挡。令人惊讶的是,费米大面积望远镜(LAT)探测到了超过100 MeV的伽马射线,持续了约30分钟,能量高达GeV。LAT发射质心与RHESSI硬X射线源一致,但其不确定性并不限制源位于那里。伽马射线谱可以用相对论电子的韧致辐射来描述,相对论电子具有相对硬的幂律谱,具有高能量指数截止,或者由加速质子和离子产生的π介子衰变产生,具有各向同性的俯仰角分布和幂律谱,数指数约为3.8。我们表明,高光学深度排除了来自耀斑现场的伽马射线和高日冕陷阱模型需要非常不寻常的条件,所以一个场景中,一些粒子加速的CME冲击旅行到太阳的可见光一侧,产生所观察到的伽马射线可能在工作。
2015-05-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Energy partition in two M-class circular-ribbon flares
本文研究了活动区(AR)12434中两个同源的M1.1圆带耀斑(CRF)的能量分配。分别于2015年10月15日和16日通过\textit{SDO}、\textit{GOES}和\textit{RHESSI}对其进行了观察。计算了耀斑加速电子的峰值热能、非热能、热等离子体的总辐射损失以及1 $-$ 8和1 $-$ 70耀斑的辐射能。这两个耀斑具有相似的能量。峰值热能为(1.94 $\pm$ 0.13)$\times$ 10 $^{30}$ erg。耀斑加速电子的非热能为(3.9 $\pm$ 0.7)$\times$ 10 $^{30}$ erg。耀斑环在1 $-$ 70 ° C的辐射输出是1 $-$ 8 ° C的辐射输出的$\sim$ 200倍,占峰值热能的$\sim$ 62.5%.发射SXR的等离子体的辐射损失比峰值热能低一个数量级。因此,包括辐射损失在内的耀斑环的总加热要求是(2.1 $\pm$ 0.1)$\times$ 10 $^{30}$ erg,这可以由非热电子充分提供。
2019-08-07 astro-ph.SR
Solar flares as electron accelerators: toward a resolution of the acceleration efficiency issue
本文利用空间分辨硬X射线观测和谱反演方法,解决太阳耀斑中磁重联电子加速效率的争议,发现被加速电子占比不超过约1%。
2025-02-07 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Fast Drifting Radio Bursts in an X1.3 Flare on 2014 April 25
太阳耀斑最重要的产物之一是非热的高能粒子,在耀斑过程中释放的能量可达50%。在射电观测中,非热粒子通常表现为具有快速频率漂移的光谱精细结构,称为太阳快速漂移射电爆发(FDRB)。在2014年4月25日的一次X1.3级耀斑中,观测到了三种类型的FDRB,包括III型成对爆发、III型爆发之后的窄带随机尖峰爆发和叠加在II型爆发上的类尖峰爆发。我们发现,虽然它们都具有快速的频率漂移速率,但它们在频率带宽、漂移速率和统计分布上有着本质的不同。我们认为它们可能是由不同的加速机制产生的。III型对爆发可以由通过闪耀的磁重联加速的高能电子束触发,尖峰爆发由通过快速重联等离子体流出撞击闪耀的环顶触发的终止冲击波加速的高能电子产生,和斯派克-类似的爆发可能是由CME和CME之间的相互作用触发的移动磁重联加速的非热电子产生的。背景磁化等离子体。这些结果有助于我们理解太阳耀斑中非热粒子的产生机制和能量释放。
2019-09-29 astro-ph.SR
Angular and Abundance Distribution of High-energy Gamma Rays and Neutrons Simulated by GEANT4 Code for Solar Flares
在2012年6月3日观测到的太阳耀斑中,观测到了高能伽马射线和中子。该事件包括一个显着的特点,高中子/伽马比的二次粒子。我们已经研究了这种高n/ $γ$比是否可以通过模拟来解释。作为使用GEANT 4程序的模拟结果,高n/ $γ$ -比可以再现的情况下,氦和其他重离子主要加速在耀斑。
2019-02-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modeling the Transport of Nonthermal Particles in Flares Using Fokker-Planck Kinetic Theory
我们描述了一种新的方法来模拟耀斑期间加速的高能粒子的运输,从加速区在太阳日冕,直到他们最终热化在耀斑的足迹。我们的技术数值求解福克-普朗克方程,并包括相应的库仑碰撞在一个通量环与非均匀电离,同步辐射反应,磁镜和回流电场的力量。我们的福克-普朗克方程的解包括二阶俯仰角和动量扩散。它适用于任意质量和电荷的粒子。通过跟踪碰撞,我们预测了这些粒子与周围恒星大气相互作用时产生的韧致辐射。这可以直接与观测结果进行比较,并用于约束加速粒子的能量分布。我们将我们的数字代码命名为FP,并将其分发供一般使用。我们证明了它的有效性在几个测试案例。
2020-08-24 astro-ph.SR
Production of 9Be through alpha-fusion reaction of metal-poor cosmic ray and stellar flare
对贫金属恒星的光谱观测表明,6Li丰度可能比标准大爆炸核合成模型预测的原始丰度大得多。贫金属恒星产生6Li的可能机制包括银河系前和宇宙学宇宙线(CR)核合成和耀斑加速核素核合成。我们研究了在星系前结构、星系际介质和恒星表面,由CR或耀斑加速的3,4 He到6 He和6,7 Li的两步α聚变反应产生9 Be。我们求解了CR或耀斑粒子的转移方程,并考虑到6 He和6,7 Li通过与α粒子聚变而成为9 Be的几率,计算了6 He,6,7 Li和9 Be的核产额。收益率,即,9 Be/6Li,然后计算CR和耀斑核合成模型。我们认为,在贫金属星的9 Be的未来观测可能会发现来自贫金属CR或耀斑活动的增强丰度。
2013-03-20 astro-ph.CO astro-ph.SR
Gamma-ray emission from the impulsive phase of the 2017 September 06 X9.3 flare
我们报告了SOL 2017 -09- 06 T11:55 X9.3太阳耀斑脉冲阶段的硬X射线和伽马射线观测结果。我们专注于一个高能量的频谱,>100 keV的一部分,并执行时间分辨的频谱分析的脉冲阶段的一部分,记录的Konus-Wind实验,显示突出的伽马射线发射。考虑到各种可能的辐射成分对伽马射线辐射的贡献,我们采用了贝叶斯推断来建立最可能的拟合模型。分析结果显示,在511 keV处的核去激发线、电子正电子湮没线和2.223 MeV处的中子俘获线以及韧致辐射连续谱的两个分量都有贡献。所揭示的光谱分量的时间演化是特别有趣的。低能量的韧致辐射连续体表现出典型的脉冲耀斑的软-硬-软模式,而高能量的韧致辐射连续体在耀斑过程中表现出持续的硬化。中子俘获线的发射显示出一个异常短的时间延迟相对于核去激发线组件,这意味着中子的生产显着减少后不久,事件发生。这反过来可能意味着在耀斑过程中加速质子光谱的显著软化,类似于观察到的导致低能韧致辐射连续体的加速电子的低能分量的软化。我们讨论可能的物理场景,这可能会导致这些伽马射线组件之间的关系。
2019-04-22 astro-ph.HE 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