A Perspective on Solar Energetic Particles
作者有幸观察并参与了太阳高能粒子（SEP）领域的兴起，从早期的丰度研究，到当代大SEP事件中的冲击加速范例，以及元素丰度增强，即从H到Pb的质荷比的幂律。经过痛苦的进化，“鸟笼”模型和“太阳耀斑神话”来来去去，留给我们的是冲击波和太阳喷流，它们可以作为SEP的来源相互作用。
2022-03-29 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Energetic Particle event onsets at different heliolongitudes: The effect of turbulence in Parker Spiral Geometry
本研究提出考虑Parker螺旋几何的日球层湍流新模型，通过100-MeV质子全轨道模拟，揭示SEPs能沿蜿蜒磁力线快速跨越磁场传播至60°日面经度范围，复现了观测到的SEP事件不对称起始等特征。
2023-03-06 astro-ph.SR physics.space-ph
From Sun to interplanetary space: What is the pathlength of Solar Energetic Particles?
太阳高能粒子（SEP）在太阳爆发期间被加速，在被原位仪器观测之前在湍流太阳风中传播。为了解释它们的起源，通过与太阳喷发的遥感观测比较，因此，我们必须去卷积的传输效果，由于湍流磁场从SEP观测。最近的研究表明，SEP传播是由穿过平均磁场的磁力线的湍流弯曲引导的。然而，由于场线弯曲，SEP行进的距离延长，迄今为止尚未包括在SEP事件分析中。这一遗漏可能会导致在估计太阳上SEP的释放时间时出现重大错误。我们调查的SEP考虑他们传播的距离沿场线蜿蜒封闭的磁性岛屿是固有的湍流等离子体。我们引入了一个场线Randow Walk模型，该模型考虑了磁岛的物理尺度。我们的方法解决了扩散方程导致不切实际的短路径长度的问题，以及随机行走的路径长度对随机行走步长的分形依赖性。我们发现，从太阳到1 AU的路径长度可以低于标称帕克螺旋长度SEP事件发生在太阳耀斑45 E至60 W，而西方和后面的肢体粒子可以经历的路径长度长于2 AU由于场线曲折。
2019-12-03 astro-ph.SR physics.space-ph
Multi-Energy Proton Events and Geomagnetic Storms in Solar Cycles 23 and 24
Institute of Astronomy with National Astronomical Observatory – Bulgarian Academy of Sciences（保加利亚科学院天文学研究所与国家天文台）；National Research Institute of Astronomy and Geophysics (NRIAG) – Egypt（埃及国家天文与地球物理研究所）；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）
研究分析了第23和24个太阳周期中不同能级的高能质子与太阳活动和地磁风暴的关系，探讨了质子能量与空间天气活动强度的关联。
2025-12-18 astro-ph.SR
Energy spectra of 3He-rich solar energetic particles associated with coronal waves
除了它们的异常丰度，3 He丰富的太阳高能粒子（SEP）显示出令人困惑的能量谱形状从圆形的形式，幂律，后者是冲击加速的特征。这些粒子的太阳源通常与喷流和狭窄的CME有关，这是涉及开放场的磁重联的标志。最近关于大规模EUV波的新关联的报道带来了关于日冕中富含3 He的SEP的加速和运输的新见解。我们研究了2007-2010年ACE在L1近太阳活动极小期观测到的32个3 He富集SEP事件的能谱，并将其谱形与STEREO EUV图像获得的太阳耀斑特征进行了比较。我们发现喷流或增亮事件往往与圆形光谱和日冕波的事件与幂律。这表明，冠状波可能与未知的第二阶段机制，通常用于解释频谱形式的3 He丰富的SEP。
2016-09-23 astro-ph.SR physics.space-ph
Using Machine Learning Methods to Forecast If Solar Flares Will Be Associated with CMEs and SEPs
在太阳上观测到的爆发活动现象中，最具技术威胁的是伴随着日冕物质抛射（CME）和太阳高能粒子（SEP）的耀斑。太阳磁活动区（AR）的磁流体动力学过程产生了伴随CME和SEP的耀斑。然而，这些AR不仅会产生与CME和SEP相关的耀斑，还会导致与任何其他事件无关的耀斑和CME。在试图区分耀斑与相关的CME和SEP从耀斑和CME，这是不相关的任何其他事件，我们研究了两个机器学习算法的性能。为了实现这一目标，我们采用支持向量机（SVM）和多层感知器（MLP）使用的数据从空间天气数据库的通知，知识，信息（DONKI）的NASA空间气象中心，{ \it地球同步业务环境卫星}（{ \it GOES}），和空间气象日光层和磁成像仪活动区补丁（SHARP）。我们发现，真正的技能统计（TSS）和Heidke技能得分（HSS）计算的SVM略好于那些从MLP。我们还表明，96小时的预测时间框架提供了最好的结果，如果耀斑将与CME和SEP（TSS=0.92 $\pm$ 0.09和HSS=0.92 $\pm$ 0.08）预测。此外，我们得到的TSS和HSS的最大值为0.91 $\pm$ 0.06，预测耀斑将不会与CME和SEP的36小时的预报窗口，而108小时的预报窗口给出的最大TSS和HSS值预测CME将不会伴随任何事件（TSS=HSS=0.98 $\pm$ 0.02）。
2018-06-19 astro-ph.SR
Sunward Streaming 3He-rich SEP Events Observed by Solar Orbiter and Parker Solar Probe during Perihelion Passage
Southwest Research Institute（西南研究所）；Center for Astrophysics—Harvard & Smithsonian（天体物理学中心——哈佛与史密森尼学会）；Space Radiation Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院空间辐射实验室）；Applied Physics Laboratory, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；The University of Texas at San Antonio（得克萨斯大学圣安东尼奥分校）
太阳轨道器和帕克太阳探测器首次观测到向阳流3He丰富的太阳高能粒子事件，揭示了其与日冕物质抛射的关联及传播路径特征。
2026-01-28 astro-ph.SR physics.space-ph
Numerical Study of the Longitudinally Asymmetric Distribution of Solar Energetic Particles in the Heliosphere
太阳高能粒子影响着日地空间环境，是空间天气研究的一个重要方面。在这项工作中，我们数值研究了SEPs在三维行星际磁场中的输运过程，重点是SEPs在日光层中的纵向分布。我们证实了我们以前的发现，存在一个东西纵向不对称的SEP强度，即，在太阳源中心与观测者磁足点的经度间隔相同的情况下，位于观测者名义磁足点东侧的太阳源产生的SEP事件的通量系统地大于位于观测者名义磁足点西侧的太阳源产生的SEP事件的通量。我们讨论了这一现象的形成机制，并得出结论，SEPs的纵向不对称分布是由于日球磁场拓扑结构中的东西方位不对称性以及垂直扩散对SEPs在日球中传输的影响造成的。我们的研究结果对于理解日地关系和空间天气预报具有重要意义。
2015-06-03 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Study of Different Solar Cycle Variations of Solar Energetic Particles and Cosmic Rays by Despiking ACE/SIS Heavy-Ion Fluxes
宇宙射线（CR）包括银河宇宙射线（GCR）和异常宇宙射线（ACR）。航天器观测的质子和重离子CR通量数据经常受到太阳高能粒子（SEP）事件的严重污染。在这项工作中，我们从ACE/SIS航天器观测的CR分离SEP与自动削峰算法，所以我们能够研究不同的变化的SEP和CR在一个太阳周期。特别地，我们研究了SEP和CR的元素比、第一电离势依赖性和元素依赖性以及信息熵。从而对高能粒子的不同组成、起源、输运过程等有新的认识。
2013-12-09 astro-ph.SR
A statistical study on the peak and fluence spectra of Solar Energetic Particles observed over 4 solar cycles
本研究基于SEPEM数据集统计分析了1974至2018年间百余个SEP事件的峰值通量与注量谱，发现其双幂律光谱特性受太阳源、行星际条件及传播过程中的绝热冷却与扩散影响，深化了对SEP加速与传播机制的理解。
2024-10-17 astro-ph.SR physics.space-ph
Review and Outlook of Solar-Energetic-Particle Measurements on Multispacecraft Missions
本文回顾了多航天器任务对太阳高能粒子空间分布、激波加速和元素丰度的测量成果，指出稀疏观测点难以刻画分布，提出未来需用更密集的多航天器编队推进SEP物理研究。
2023-08-11 astro-ph.SR physics.space-ph
Investigation on spectral behavior of Solar Transients and their Interrelationship
我们探讨了太阳耀斑发射的光谱硬化，鉴于相关的太阳质子事件（SEP）在地球和日冕物质抛射（CME）加速的结果。在这项研究中，我们进行了60个太阳活动周23日与相关的太阳耀斑和日冕物质抛射。利用RHESSI观测到的太阳耀斑中的X射线辐射，估算耀斑等离子体参数。此外，我们采用的观测地球同步业务环境卫星（GOES）和大角度和光谱日冕仪（LASCO），SEPs和CME参数估计分别。我们报道了耀斑的软硬硬（SHH）光谱行为与太阳质子事件的发生有很好的关联（RHESSI观测到的质子事件）。此外，我们还发现了一个很好的相关性（R=0.71），在SEPs光谱硬化和CME速度。我们的结论是质子以及CME得到加速耀斑网站和旅行所有的方式在行星际空间，然后通过再加速在行星际空间CME产生地球空间的磁暴。这似乎是一个统计上显着的机制，SEP和初始CME加速除了标准的场景SEP加速在CME的冲击前沿。
2013-06-01 astro-ph.SR
Solar energetic particles and their association with radio emissions
University of Turku（图尔库大学）；Physical Research Laboratory（物理研究实验室）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Royal Observatory of Belgium（比利时皇家天文台）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Indian Institute of Technology, Gandhinagar（甘地纳加尔印度理工学院）
研究太阳高能粒子的加速机制及与无线电发射的联系，利用SKA和空间任务数据揭示太阳活动和高能粒子的多波长特性。
2026-07-16 astro-ph.SR physics.space-ph
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
How Do Shock Waves Define the Space-Time Structure of Gradual Solar Energetic Particle Events?
我们重新审视了各种各样的观测到的时间和空间分布的能量太阳质子在“渐进”的太阳高能粒子（SEP）的冲击波，加速他们的空间变化所造成的事件。航天器太阳经度处的冲击强度与其连接磁场线（名义上向西55度）足点处的冲击强度差异导致了大部分变化。冲击波本身，以及被自放大阿尔芬波捕获在其附近的高能粒子，形成了一个潜在的自主结构，可以完整地穿过磁场线，在一个加宽的SEP经度分布中传播质子强度。在这个基本结构的形成过程中，历史上被称为“能量风暴粒子”（ESP）事件，许多SEP早期泄漏，当它们沿着连接良好的场线流动时放大波，并向外扩大分布;在激波和太阳之间的这个结构后面，形成了准捕获SEP的“水库”。非常大的SEP事件是复杂的额外广泛的波增长，可以扩展一个扩展的ESP般的捕获区域。冲击相关过程的多样性，有助于所观察到的SEP的配置文件的原因相关的事件是不好的峰值强度通常使用的代表。事实上，SEP的广泛空间分布有时与加速它们的冲击结构交织在一起，有时是自由的。我们应该考虑新的问题：哪一个极端的冲击波对事件的SEP剖面贡献最大，（1）航天器经度上的冲击波，（2）在场脚点以西约55度的冲击波，或（3）在水库中收集的SEP？SEP的时空分布如何与潜在的冲击强度的时空分布相对应？
2023-01-24 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Statistical Study of the Correlation between Solar Energetic Particles and Properties of Active Regions
基于第21至25太阳活动周期数据，统计分析了太阳高能粒子事件与活动区特性的相关性，发现最大黑子的磁场复杂性、经度位置、面积和半影类型与SEPs产生最相关，并公开数据库以支持机器学习预测模型开发。
2023-03-22 astro-ph.SR
Simulation of the Solar Energetic Particle Event on 2020 May 29 Observed by Parker Solar Probe
本文提出了一个随机三维（3D）聚焦输运模拟的太阳高能粒子（SEP）产生的数据驱动的日冕物质抛射（CME）冲击通过数据驱动模型的日冕和日光层磁场传播。用激波后超热太阳风离子的扩散激波加速处理CME激波处SEP的注入。时间向后随机模拟求解输运方程，以获得在任何位置，能量和俯仰角的SEP时间-强度分布。将该模型应用于2020年5月29日STEREO-A观测到的一次SEP事件，该事件距离太阳约1au，帕克太阳探测器（PSP）距太阳约0.33au。SEP事件与SOHO/LASCO CME目录中报告的高度低于6 $\rm R_S$的非常慢的CME相关，其天空平面速度为337 km/s。我们计算在PSP和STEREO-A位置的粒子通量的时间分布，并估计2和16兆电子伏之间的能量和等效路径长度的磁场线经历的第一个到达SEP的质子能谱的谱指数。我们发现模拟结果与观测结果有很好的相关性。SEP事件可以解释为低日冕中的弱CME冲击波加速了粒子，该冲击波与观测者没有磁性联系。
2022-09-06 astro-ph.SR physics.space-ph
The Propitious Role of Solar Energetic Particles in the Origin of Life
我们进行了3-D数值模拟，以评估太阳高能粒子（SEPs），即大耀斑和超级耀斑期间的高能粒子爆发，对古代和现代火星的穿透和轰击效应。我们表明，沉积的SEPs是不均匀的行星表面，相应的能量通量低于其他来源假设有影响生命的起源。然而，SEP可能已经能够促进多种重要有机分子（例如核碱基和氨基酸）的合成。由于这些途径的效率相对较高，总产量可能相当于（甚至超过）对某些常规来源（如放电和陨石的外源释放）的预测值。我们还认为，SEPs可能发挥了作用，使闪电的启动。我们的工作的一个值得注意的推论是，SEP可能构成了M矮星周围系外行星上的益生元合成的重要机制，从而减轻了这些行星上生物活性紫外线辐射的不足。虽然有几个不确定性与（外）行星环境和生命前的化学途径，我们的研究表明，SEPs代表了一个潜在的重要因素，在了解生命的起源。
2018-01-17 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Solar Energetic Particle Ground-Level Enhancements and the Solar Cycle
强烈的地磁暴似乎是由太阳周期以多种方式排列的。它们更频繁地发生在接近太阳活动极大期和衰退期的时候，在较大的太阳活动周期中更常见，在奇数和偶数太阳活动周期中表现出不同的发生模式。然而，我们对最极端的空间天气事件的了解来自宇宙成因同位素（$^{14}$ C、$^{10}$ Be和$^{36}$ Cl）记录的峰值，这些峰值归因于比空间时代观测到的大得多的太阳高能粒子事件。尽管风暴和SEPs都是由太阳爆发现象驱动的，但极端风暴和极端SEPs之间的事件对应性很低。因此，不应该先验地假设，太阳风暴的太阳周期模式也适用于SEP和宇宙成因同位素事件。在这项研究中，我们调查的时间和大小的67 SEP地面增强（GLEs）的中子监测器记录自20世纪50年代中期以来的太阳周期的趋势。使用一些模型的GLE发生概率，我们表明，GLE是一个因素4左右，更有可能围绕太阳最大比太阳最小，他们优先发生在偶数太阳周期早于奇数周期。没有足够的数据来最终确定更大的太阳周期是否会产生更多的GLE。假定的空间天气事件的宇宙成因同位素记录的影响进行了讨论。我们发现，GLE往往会在几十天内聚集，这可能是由于个别活动区域特别富有成效，并且由于太阳周期的有序性，间隔大约11年。但这些时间尺度并不能解释宇宙起源同位素峰值，这需要连续几年多次极端SEP事件。
2022-07-27 astro-ph.SR physics.space-ph
Interplanetary particle transport simulation for warning system for aviation exposure to solar energetic particles
太阳高能粒子是一种极端的空间天气现象。一个巨大的SEP事件增加了机组人员所接受的辐射剂量，他们应该尽早得到警告。我们开发了一个航空暴露于SEP的警告系统。本文介绍了该系统的一个组成部分，它计算的SEP强度和频谱的时间演变紧挨地球磁层外。为了实现这一点，我们进行了数值模拟SEP传输行星际空间，其中行星际SEP传输描述的重点输运方程。我们开发了一个新的模拟代码来解决方程使用一组随机微分方程。在程序中，聚焦输运方程在磁场线坐标系中表达，磁场线坐标系是一个非正交曲线坐标系。采用逆高斯分布作为SEP在靠近太阳的内边界处的注入分布。我们将模拟应用于观察到的SEP事件作为验证测试。结果表明，我们的模拟可以接近地再现观测数据的粒子强度的时间演变。利用该程序，我们研制了航空太阳高能粒子暴露预警系统（WASAVIES）。
2015-06-02 astro-ph.SR physics.space-ph
Statistical characteristics on SEPs, radio-loud CMEs, low frequency type II and type III radio bursts associated with impulsive and gradual flares
我们统计分析了一组115个低频（十赫波长范围）II型和III型爆发，这些爆发与1997年至2014年观测到的主要太阳高能粒子（SEP：Ep > 10 MeV）事件及其太阳成因（如太阳耀斑和日冕物质抛射（CME））有关。根据太阳耀斑的持续时间，我们将它们分为两组：75个脉冲耀斑（持续时间< 60 min）和40个渐变耀斑（持续时间> 60 min），脉冲耀斑SEP事件（Rt = 989.23 min：2.86 d）的持续时间较短，与渐变耀斑（Rt =1275.45 min：3.34 d）相比，它们很快达到峰值强度（上升时间较短）。我们发现所有SEP的对数峰强度与CME（空间速度：cc = 0.52，SEcc = 0.083）和太阳耀斑（log积分通量：cc = 0.44，SEcc = 0.083）的性质之间有很好的相关性。对于这组主要SEP事件，这一特定结果没有明确区分耀斑相关和CME相关SEP事件。我们从Wind/WAVES观测到的射电动力学谱中导出了这些爆发的峰值强度、积分强度、持续时间和斜率。DH II型爆发的大部分属性（峰值强度，积分强度和起始频率）与脉冲和渐进耀斑事件被发现是相似的幅度。此外，我们还发现SEPs的属性和DH III型爆发的关键参数之间存在显着的相关性。这一结果表明，一个更密切的关联的峰值强度的SEP与DH III型射电暴的属性比DH II型射电暴的属性，至少…
2020-07-11 astro-ph.SR
The multi-spacecraft high-energy solar particle event of 28 October 2021
本文通过多航天器观测、激波建模和三维SEP传播模拟，研究2021年10月28日GLE事件，发现强激波快速形成并主导了PSP、STA和Solar Orbiter处的高能SEP，而近地高能SEP与较弱激波及宽源高效输运相关。
2024-01-11 astro-ph.SR physics.space-ph
MEMPSEP II. -- Forecasting the Properties of Solar Energetic Particle Events using a Multivariate Ensemble Approach
本文提出MEMPSEP集成模型，利用卷积神经网络和多元数据预报太阳高能粒子的物理性质，并验证其在发生概率较高时预报性能更优。
2023-09-25 astro-ph.SR physics.space-ph
A Multi-Event Study of Early-Stage SEP Acceleration by CME-Driven Shocks -- Sun to 1 AU
10倍太阳半径以下的日冕是日冕物质抛射驱动的激波对太阳高能粒子早期加速和输运的重要区域。在那里，这些波传播到一个高度可变的动态介质中，该介质具有陡峭的梯度和快速扩展的日冕磁场，这调制了冲击或波表面附近的粒子加速度，以及SEP传播到日光层的方式。我们提出了一项研究模拟的加速SEPs在全球日冕冲击事件的日冕，以及他们的运输到1 AU，望远镜观测的基础上，加上动态物理模型。
2022-02-12 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
Four Distinct Pathways to the Element Abundances in Solar Energetic Particles
根据太阳高能粒子（SEP）中化学元素丰度模式的最新证据，以及具有讽刺意味的是，H和He的迟来的包含，我们可以区分四种基本的SEP种群：（1）太阳喷流中的磁重联产生了纯SEP 1的“脉冲”SEP，表现出1<= Z <= 56离子对荷质比A/Q的急剧幂律增强，3支MK血浆。(2)SEP 2-周围的离子，主要是质子，加上SEP 1离子由同一喷流的窄日冕物质抛射（CME）驱动的冲击波重新加速。(3)SEP 3-当适度快速、宽CME驱动的冲击波几乎不加速环境质子，而优先加速来自由多个射流馈送的活动区域的累积残余SEP 1离子时，产生“渐进”SEP事件。(4)SEP 4-当非常快的宽CME驱动冲击波完全由0.8 - 1.8 MK等离子体的环境日冕种子粒子群主导时，产生逐渐SEP事件，通常产生1<= Z <= 56个离子的全幂律与A/Q。我们从光球层中的元素丰度开始，这些元素在输送到日冕的过程中根据它们的第一电离势（FIP）而被分离;这种重要的“FIP效应”为SEPs提供了我们的参考丰度，并且SEPs与太阳风不同。然后，我们展示了加速，再加速和运输过程中的每一个证据，这些过程共同产生了我们所区分的四种丰度模式。
2020-02-07 astro-ph.SR
Cross-field transport and pitch-angle anisotropy of solar energetic particles in MHD turbulence
最近对太阳高能粒子在日光层湍流中传播的模拟也在本讲习班上讨论，研究了俯仰角散射和垂直输运在日光经度上粒子传播中的作用，如多航天器测量（STEREO A/B、ACE、SOHO等）所示。在不同的能量范围内都是1 AU。在某些情况下，颗粒分布的一阶俯仰角各向异性是不可忽略的。本文计算了两种MHD湍流模型（a）3-D各向同性模型和（b）Goldreich-Sridhar提出的各向异性模型，在考虑俯仰角依赖性的非均匀湍流中由于梯度/曲率漂移引起的平均垂直位移。我们发现，在这两种情况下，漂移规模为$(1-μ^2)^2$与余弦的俯仰角$μ$，与以前的模型运输的SEP。这一结果可能会影响SEP通过日光层传播的模型。
2015-12-30 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
The Long Period of 3He-rich Solar Energetic Particles Measured by Solar Orbiter on 2020 November 17-23
本文报道了太阳轨道飞行器观测到的相对长周期的富3 He太阳高能粒子（SEP）。该期间由几个良好分辨的离子注入。高分辨率STEREO-A成像观测显示，注入与东翼附近的EUV喷流/增亮相一致，距离太阳轨道器的标称磁连接不远。喷流起源于两个相邻的，大的，复杂的活动区域，当这些区域旋转到地球的视野时，太阳动力学观测台观察到。看来，持续的离子注入有关的复杂配置的太阳黑子群和长周期的3 He丰富的SEP的纵向范围内所涵盖的组在分析的时间段。
2021-09-12 astro-ph.SR physics.space-ph
On the onset delays of solar energetic electrons and protons: Evidence for a common accelerator
本研究使用包含垂直扩散的数值粒子传输模型，成功重现了相距遥远的航天器观测到的太阳高能电子和质子的起始延迟，表明二者可能源自共同的大尺度激波加速器。
2023-05-09 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Using INTEGRAL/SPI to study the Sun
太阳高能粒子（SEP）事件是探测天体物理粒子加速的一个主要机会，它可以将空间粒子的现场测量与太阳大气中硬X射线（HXR）和γ射线发射粒子的遥感相结合。对于空间环境，SEP是最大的危害之一，特别是对于航天器和人类探索太阳系。不幸的是，我们目前对SEP的加速和运输的理解是薄弱的。随着太空时代的到来，我们增加对与SEP相关的物理机制的了解至关重要。在这方面，SEP服务器项目旨在建立一个在线服务器，向空间研究界提供SEP数据和有关的太阳电磁辐射观测。INTEGRAL/SPI获得了许多与SEP事件相关的X射线/γ射线耀斑的观测结果。为了使这些数据可用于SEP研究，我们进行了一项重大努力，通过蒙特卡罗模拟其BGO探测器对与选定SEP事件相关的几个耀斑的响应，来指定INTEGRAL的太阳观测条件。
2013-04-11 astro-ph.SR
Solar energetic particle access to distant longitudes through turbulent field-line meandering
上下文现有的太阳高能粒子（SEP）传播模型采用Fokker-Planck（FP）方程，将行星际等离子体湍流对SEP的影响描述为扩散。然而，FP模型不能解释所观察到的快速访问的SEP跨越平均磁场的区域，在日光层内的经度广泛分离，而不使用不切实际的强交叉场扩散。目标。我们研究了最近提出的早期非扩散阶段的SEP传播是否可以解释广泛的SEP事件与现实的粒子输运参数。方法.我们使用了一种新的模型，占SEP传播沿场线蜿蜒作为等离子体湍流的结果。这种非扩散传播模式已被证明在SEP事件历史的早期主导SEP跨场传播。我们比较了新的模型，传统的方法，SEP观测。结果使用新的模型，我们重现所观察到的纵向范围SEP峰值通量的特点是由一个高斯分布与$σ=30-50^\circ$，而目前的扩散理论只能解释的程度11 $^\circ$与现实的扩散系数。我们的模型还再现了SEP到达遥远大陆的时间，这不能用扩散模型来解释。结论. SEP的早期发作在很宽的范围内，可以被理解为行星际介质中的磁场线随机游走的影响的结果，并需要一个SEP传输模型，适当地描述了非扩散早期阶段的SEP跨场传播。
2016-04-08 astro-ph.SR physics.space-ph
Correlation of Coronal Mass Ejection Shock Temperature with Solar Energetic Particle Intensity
本研究利用帕克太阳探测器观测数据，分析7起1au内日冕物质抛射激波下游的质子温度与太阳高能粒子强度的关联，发现二者强相关，并提出间接耦合机制，为激波与粒子加速相互作用建模提供依据。
2024-01-31 astro-ph.SR physics.space-ph
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
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 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
Element Abundances and the Physics of Solar Energetic Particles
本文研究了太阳高能粒子的加速与传输机制如何影响其元素丰度，分析了脉冲式与渐进式SEP事件的丰度增强规律，并指出SEP平均丰度可反映日冕FIP效应及元素组成。
2024-02-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Physics-Based Simulation of the 2013 April 11 Solar Energetic Particle Event
University of Michigan（密歇根大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；NASA Johnson Space Center（美国国家航空航天局约翰逊航天中心）；KBR（KBR公司）；California Institute of Technology（加州理工学院）
本文基于物理的数值模拟方法，研究了2013年4月11日太阳高能粒子事件，通过粒子加速和传输过程的动能方程求解，结合激波捕捉工具分析日冕物质抛射驱动的激波影响。
2025-01-28 astro-ph.SR physics.space-ph
Seeds and Sequences of Element Abundances in Solar Energetic Particle Events
本研究揭示了太阳高能粒子事件中重元素丰度增强的两种机制，提出通过幂律拟合区分脉冲种子型事件的方法，并分析了不同太阳活动周的事件序列特征及阿尔文波捕获的磁谱仪效应。
2024-08-13 astro-ph.SR physics.space-ph
A data-driven physics-based transport model of solar energetic particles accelerated by coronal mass ejection shocks propagating through the solar coronal and heliospheric magnetic fields
本研究构建了数据驱动的基于物理的太阳高能粒子输运模型，求解五维聚焦输运方程，应用于2011年11月3日CME事件，无需通量归一化即可重现多航天器观测，解释了该绕日SEP事件的成因。
2022-12-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Particle Acceleration
本文综述太阳高能粒子加速的两类主导机制：CME驱动激波导致的缓变型事件与磁重联相关的脉冲型事件，并阐明激波俘获、波放大及再加速等过程。
2025-03-18 astro-ph.SR
Solar Flare Energy Partitioning and Transport -- the Impulsive Phase (a Heliophysics 2050 White Paper)
太阳耀斑是太阳爆发事件（SEE;以及太阳高能粒子，SEPs和日冕物质抛射，CME）的基本组成部分。耀斑是SEE影响我们大气的第一个组成部分，它可以为相关SEPs和CME的到来奠定基础。磁重联通过重组太阳日冕磁场来驱动SEE，释放出大量的能量，这些能量被分成各种物理表现：粒子加速、质量和磁场爆发、大气加热以及随后的辐射发射（如太阳耀斑）。为了解释和最终预测这些地球效应事件，太阳物理学界需要全面了解将储存的磁能转化和分配为其他形式的过程，包括耀斑特有的宽带辐射增强。这份提交给太阳物理2050研讨会的白皮书讨论了SEE的耀斑脉冲阶段部分，提出了需要通过理论，建模和观测研究相结合来解决的问题。简而言之，到2050年，我们必须确定粒子加速和传播的机制，并且必须超越通过非热电子束进行能量传输的范式，以解释加速的质子和离子以及向下定向的阿尔芬波。
2020-09-17 astro-ph.SR physics.space-ph
CMEs and SEPs During November-December 2020: A Challenge for Real-Time Space Weather Forecasting
日冕物质抛射（CME）和太阳高能粒子（SEP）的预测是空间天气预测的核心问题。近年来，对空间天气预测的兴趣已经扩大到包括对地球以外其他行星的影响以及散布在日光层的航天器。从这个意义上说，空间天气科学的范围现在涵盖了整个日光层系统，对太阳瞬变的多点测量可以为预测模型提供有用的见解和验证。在这项工作中，我们的目标是分析2020年底发生的两次爆发性耀斑（即11月29日的M4.4耀斑和12月7日的C7.4耀斑）之间的整个日光层内部环境。这段时间特别有趣，因为STEREO-A航天器位于日地线以东约60°处，使我们有机会利用拉格朗日L1和L5点的遥感观测作为输入，测试“360°预测”的能力。我们模拟的CME，在我们感兴趣的时期和SEP的冲击加速使用WSA-Enlil-SEPMOD建模链和四套输入参数，形成一个“迷你合奏”期间喷出。我们使用包括地球和火星在内的六个地点的原位观测来验证我们的结果。我们发现，尽管模型的架构和假设产生了一些限制，CME和冲击加速SEP可以合理地研究和预测，至少在几十度远离喷发现场使用这里采用的预测工具。
2022-05-05 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Global energetics of solar powerful events on 6 September 2017
本文分析2017年9月6日太阳重大爆发的能量收支，量化耀斑辐射、CME与SEP能量，指出耀斑和CME能量相当且同源于活动区磁自由能。
2023-04-30 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-Scale Image Preprocessing and Feature Tracking for Remote CME Characterization
日冕物质抛射（CME）通过注入大量的快速太阳等离子体和高能粒子（SEP）云来影响太阳系中遥远距离的行星际环境。关于SEP如何产生的一些基本问题仍然存在，但目前的理解指向日冕物质抛射驱动的冲击和压缩。与此同时，前所未有的远程和现场（帕克太阳探测器，太阳轨道器）太阳观测正在成为限制现有理论。在这里，我们提出了一个通用的方法来识别和跟踪太阳图像的对象，如CME冲击波和细丝。该计算方案基于多尺度数据表示概念、槽小波变换和一组图像滤波技术。我们展示了它的性能与SDO/AIA望远镜观察到的一小部分日冕物质抛射相关的现象。通过在不同的分解和强度级别上分层表示的数据，我们的方法允许从成像观测中提取某些对象及其掩模，以便及时跟踪它们的演变。本文提出的方法具有通用性，适用于成像观测中各种太阳和日光层现象的探测和跟踪。它具有为深度学习准备大型训练数据集的潜力。我们已经在一个免费的Python库中实现了这个方法。
2022-05-31 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.space-ph
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
Relationship between solar energetic particle intensities and coronal mass ejection kinematics using STEREO/SECCHI field of view
由日冕物质抛射（CME）驱动的激波加速的太阳高能粒子（SEP）是地球磁暴的主要成因之一。因此，有必要预测这种扰动的发生和强度。为此，我们详细分析了38个非相互作用的晕和部分晕CME，如太阳和日光层天文台/大角度和光谱日冕观测所见。（SOHO/LASCO），生成SEP（在> 10 MeV、> 50 MeV和> 100 MeV能量通道中）在日地关系观测台（STEREO）双航天器相对于地球的正交配置期间，其标志着太阳活动周期24的上升阶段（即，（2009 - 2013年）。这个选择期的主要标准是获得CME的高度-时间测量，而没有显著的投影效应，并在一个非常大的视野。利用STEREO/日地连接日冕和日光层调查（STEREO/SECCHI）图像的数据，我们确定了CME的几个运动学参数和瞬时速度。首先，我们比较了瞬时CME速度和马赫数与SEP通量的事件起源于西部和东部的边缘，我们观察到高相关性的西部事件和东部事件的相关性。接下来，我们研究了瞬时CME运动学参数，如最大速度，最大马赫数，和CME速度和马赫数在SEP峰值通量与SEP峰值通量。对于所有事件，SEP峰值通量处的马赫数都观察到高度正相关。此外，我们进行了CME，SEP和冲击参数之间的时间和距离的延迟估计。所考虑的SEPs的能量通道的比较研究也抛出光的超热种子离子的再加速的CME驱动的冲击，预加速的磁重联。
2021-02-25 astro-ph.SR
Perpendicular Diffusion of Solar Energetic Particles: Model Results and Implications for Electrons
太阳高能粒子（SEP）的有效纵向输运过程尚未完全了解。我们解决这个问题，通过模拟SEP电子传播使用空间二维传输模型，包括垂直扩散。通过实施，尽可能，最合理的估计的运输（扩散）系数，我们比较我们的结果，在一个定性的方式，最近的观察{在55 - 105 keV的能量}，专注于纵向分布的峰值强度，最大各向异性和发病时间。通过使用输运系数，这是来自第一原理，我们限制了模型中的自由参数的数量：（i）的概率SEP扩散磁场线，量化的$a \in [0,1]$，和（ii）高斯注入函数的宽度。结果发现，模型的解决方案是非常敏感的{垂直}扩散系数的大小和相对不敏感的注入函数的形式，只要使用一个合理的值$a=0.2$。我们说明了垂直扩散模型的解决方案的影响，并讨论了这个过程的可行性作为一个主导机制，SEPs在纵向运输。最后，我们试图量化垂直扩散的有效性，作为相关扩散系数的大小和驱动扩散过程的SEP强度梯度之间的相互作用。由此可见，当存在大强度梯度时，垂直扩散在SEP事件的早期非常有效，而此后有效性随着时间迅速降低。
2018-04-10 astro-ph.SR
The source of the major solar energetic particle events from super active region 11944
与快速日冕物质抛射（CME）相关的冲击波在长时间内加速太阳高能粒子（SEP），对载人航天和近地技术资产构成危害，但CME冲击加速等离子体的来源仍有争议。在这里，我们使用太阳物理系统天文台的多信使观测，以确定等离子体局限在热的足点，核心循环的活动区11944的主要逐渐SEP事件在2014年1月的来源。我们表明，在足迹光谱检测到的元素组成签名解释了地球附近的粒子计数技术的测量。我们的结果本地化的元素分馏过程的色球层的顶部。最靠近日冕磁场强度高（几百高斯）的区域的等离子体形成了SEP成分特征。这种源物质不断地从磁约束中释放出来，并在M级、C级和X级耀斑之后作为SEP被加速。
2021-03-25 astro-ph.SR
Comparing Long-Duration Gamma-Ray Flares and High-Energy Solar Energetic Particles
对于太阳长持续伽马射线耀斑（LDGRF）的高能和持续发射的起源知之甚少，这些耀斑由康普顿伽马射线天文台（CGRO）、太阳极大期任务（SMM）和现在的费米发现。虽然费米/大面积空间望远镜（LAT）已经发现了数十个具有LDGRF特征的耀斑，但由于极端的能量和长时间的持续时间，这种现象的性质一直是一个挑战。最高能量的发射通常归因于大于300 MeV的质子与周围物质相互作用产生的π介子。延长的持续时间表明，粒子加速发生在大体积延伸到日冕的高处，无论是从大日冕环内的随机加速还是从日冕物质抛射驱动的冲击的反向沉淀。通过直接比较费米/LAT观测产生伽马射线发射的加速离子群的特性和物质-反物质探测和轻核天体物理学有效载荷航天器在费米探测到的与π介子有关的发射对应的能量范围内测量的太阳高能粒子的特性，有可能对这些模型进行检验。对于其中的14个事件，我们比较了两个群体-空间中的SEP和太阳上的相互作用粒子-并讨论了潜在来源的影响。我们的分析表明，这两个质子数的相关性很差，它们的比值超过五个数量级，这表明冲击加速粒子的反向沉淀不太可能是LDGRF发射的来源。
2019-05-30 astro-ph.SR physics.space-ph
Integrated Geostationary Solar Energetic Particle Events Catalog: GSEP
本文介绍了一个涵盖太阳活动22、23和24周的太阳高能粒子（SEP）事件目录。我们关联和整合现有的三个目录的基础上，地球同步业务环境卫星（GOES）积分质子通量数据。我们对目录中的每个事件进行了可视化验证和标记，以提供均匀的数据集。我们已经确定了总共341个SEP事件，其中245个跨越了空间天气预报中心（SWPC）的显著质子事件阈值。元数据包括与可能的太阳爆发源有关的物理参数和可观测量，即每个事件的耀斑和日冕物质抛射。每个事件的时间序列切片数据以及若干能量带的质子通量强度分布图已公开提供。该数据集使机器学习（ML）和统计分析的研究人员能够了解SEP和用于空间天气预测的源喷发特征。
2022-08-08 astro-ph.SR physics.space-ph
Powerful Solar Flares of September 2017: Correspondence Between Parameters of Microwave Bursts and Proton Fluxes near Earth
在这篇文章中，我们考虑了三个质子耀斑的射电特征，这些耀斑导致了地球附近太阳高能粒子（SEP）的离散增强。分析证实，微波爆发的通量密度和频谱反映了加速粒子的数量和能谱，包括进入地球的10-100 MeV质子，尽管后者是由电子传播到光球层产生的。
2018-02-01 astro-ph.SR
Study of Solar Energetic Particles: their Source Regions, Flares and CMEs during Solar Cycles 23-24
本研究分析太阳活动周23-24期间152个耀斑、CME及SEP事件与活动区的关联，发现磁复杂活动区易产生大耀斑、高速/大尺度CME及高强度SEP，且X射线强度与SEP脉冲性负相关。
2025-04-18 astro-ph.SR
A Statistical Analysis of Magnetic Parameters in Solar Source Regions of Halo-CMEs with and without SEP events
本研究分析了2010-2024年间176个晕状CMEs的源区差异，发现CME速度、源区尺度及磁自由能量等参数可有效区分有SEP和无SEP事件，为SEP预测提供了新变量。
2025-06-27 astro-ph.SR
