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
Spectral Structures of Type II Solar Radio Bursts and Solar Energetic Particles
研究了太阳射电II型爆发在百米和千米波段的光谱结构与太阳高能粒子（SEP）的关系。为了检验II型爆发和SEP之间的统计关系，我们选择了26个具有相似特征的日冕物质抛射（CME）事件（例如，初始速度，角宽度，和位置）观察到的大角度和光谱日冕仪（LASCO），无论相应的II型爆发和SEP通量的特点。然后，我们比较了相关的II型爆发观测到的无线电和等离子体波实验（WAVES）船上的风航天器和SEP通量观测到的地球同步运行环境卫星（GOES）绕地球运行。我们发现，带宽的百米II型爆发和SEP的峰值流量有一个正相关（相关系数为0.64）。这一结果支持了II型爆发的非热电子和SEP的非热离子是由同一次冲击产生的观点，并表明在持续时间较长的更宽或更强的CME冲击下可能产生更多的SEP。我们的研究结果还表明，考虑的光谱结构的II型爆发，可以提高预测精度的峰值流量的渐进SEP。
2019-11-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Energetic Electron Distribution of the Coronal Acceleration Region: First results from Joint Microwave and Hard X-ray Imaging Spectroscopy
位于亮耀斑弧段上方的非热源，被称为“环顶上方”源，通常被认为是主要太阳耀斑中的初级电子加速场。2017年9月10日的X8.2临边耀斑具有这样一个环顶以上的源，它分别由扩展欧文斯谷太阳能阵列（EOVSA）和RHESSSI（RHESSI）在微波和硬X射线（HXR）中观测到。通过结合微波和HXR成像光谱观测与多滤波极紫外和软X射线成像数据，我们推导出这个源的高能电子分布在一个广泛的能量范围从$<$ 10 keV到$\sim$ MeV的早期脉冲阶段的耀斑。最佳拟合电子分布由来自$\sim$ 25 MK等离子体的热“核心”组成。同时，一个非热幂律“尾”在$\sim$ 16 keV处加入热核心，光谱指数为$\sim$ 3.6，在高于$\sim$ 160 keV时分解为$>$ 6.0。此外，时间分辨分析表明，以上的断裂能量的电子分布迅速硬化的光谱指数从$>$ 20下降到$\sim$ 6.0在20 s内，或小于$\sim$ 10阿尔文交叉时间的来源。这些结果提供了强有力的支持以上的环顶源的主要网站，其中正在进行的大量加速的高能电子发生在耀斑能量释放的早期。
2021-02-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
FOXSI-2 Solar Microflares II: Hard X-ray Imaging Spectroscopy and Flare Energetics
研究了聚焦光学X射线太阳成像仪（FOXSI-2）在2014年12月11日第二次飞行期间观测到的两个亚A类太阳微耀斑的能量释放和转移性质。FOXSI是第一个利用聚焦光学器件在硬X射线（HXR）区域对太阳成像的太阳专用仪器，对4-20 keV的能量范围敏感。通过光谱分析的两个微耀斑使用光学薄等温等离子体模型，我们发现等离子体加热到~10 MK的温度和排放措施下降到~ $10^{44}~$厘米$^{-3}$的证据。虽然FOXSI-2微耀斑没有检测到非热辐射，但对可能隐藏的非热分量的参数空间的研究表明，非热电子中可能有足够的能量来解释微耀斑1中的热能，这表明该耀斑与标准厚靶模型是一致的。通过太阳优化设计和HXR聚焦光学器件的改进，FOXSI-2在10 keV下的灵敏度比核光谱望远镜阵列（NuSTAR）高出约5倍，用于典型的微耀斑观测，并允许首次直接成像光谱学的太阳HXR，其角分辨率与微耀斑相关。利用这些改进的能力来研究小规模事件的演变，我们发现在一个子A级耀斑的空间和时间的复杂性的证据。这些研究与太阳动力学天文台（SDO/AIA）上的大气成像组件的同期观测相结合，表明这些小型微耀斑的演变与大型耀斑的演变更相似，而不是预期的纳米耀斑的能量爆发。
2020-11-09 astro-ph.HE astro-ph.IM 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
The first gradual solar energetic particle event with enhanced 3He abundance on Solar Orbiter
在日冕物质抛射（CME）驱动的激波渐变太阳高能粒子（SEP）事件中，3 He丰度增强的起源在很大程度上仍然无法解释。有两种机制被提出--行星际空间中残余耀斑物质的再加速和日冕中的伴随活动。我们探讨了太阳轨道器观测到的第一个3 He丰度增强的渐变SEP事件。该事件始于2020年11月24日，与相对快速的晕CME有关。在这一事件中，航天器距离太阳0.9天文单位。该事件的平均~ 3 He/~ 4 He丰度比是日冕或太阳风的24倍，且~ 3 He强度具有与其它物质相似的时序性。我们检查了可用的成像，无线电观测和航天器与CME源的磁连接。3 He丰度增加的最可能原因似乎是2020年11月17日至23日之前长时间富含3 He的SEP残留的3 He离子。
2022-10-28 astro-ph.SR physics.space-ph
On the Correlation between Energy Spectra and Element Abundances in Solar Energetic Particles
在太阳高能粒子（SEP）事件中，传输过程中激波加速和散射的物理过程会导致能谱指数与元素丰度随质荷比A/Q的增强或抑制相关。我们观察到冲击波加速来自周围日冕等离子体的离子的“渐进”SEP事件的相关性，但对于太阳喷流中磁重联产生的“脉冲”SEP事件没有这种相关性，其中不同事件中的丰度增强从（A/Q）^+2到（A/Q）^+8不等，冲击波再加速这些剩余脉冲离子时也没有相关性。在后一种情况下，在加速光谱之前，分别测定丰度。具有相关光谱和丰度的事件显示出各种各样的有趣行为，这些行为以前没有描述过。小的和中等的渐变SEP事件，其相对丰度通常近似取决于（A/Q）^-1，光谱取决于能量E^-2.5，随时间变化很小。大的SEP事件显示出沿相关线的巨大的时间变化;在一个例子中，O谱随时间变化，从E^-1变化到E^-5，而丰度在事件期间从（A/Q）^+1变化到（A/Q）^-2。在非常大的事件中，通过质子产生的共振Alfve 'n波的流限制运输的光谱和增强重离子丰度之前，当地的冲击通道，然后陡峭的光谱和减少增强后，夺回典型的相关性。系统的光谱和元素丰度的相关性提供了一个新的视角的“注射问题”的离子选择的冲击和SEP加速和运输的物理。
2021-01-17 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
Efficient Nonthermal Ion and Electron Acceleration Enabled by the Flux-Rope Kink Instability in 3D Nonrelativistic Magnetic Reconnection
在磁重联过程中，磁力线张力的弛豫引起了一个普遍的费米加速过程，该过程涉及粒子的曲率漂移。然而，这种机制的效率受到磁通绳内高能粒子的捕获的限制。使用3D完全动力学模拟，我们表明，磁通绳扭结不稳定性导致强场线混沌弱导场制度的费米机制是最有效的，从而使粒子运输出磁通绳，并进行进一步的加速。因此，离子和电子都产生清晰的幂律能谱，其中包含相当大一部分释放的能量。低能量边界由注入物理决定，而高能量截止仅受系统尺寸限制。这些结果与空间和天体物理学中的非热粒子加速观测有很强的相关性。
2021-10-11 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Numerical Modeling of Energetic Electron Acceleration, Transport, and Emission in Solar Flares: Connecting Loop-top and Footpoint Hard X-Ray Sources
太阳耀斑期间高能电子的加速和输运是太阳物理学的突出课题之一。最近的X射线和无线电成像和光谱观测提供了非热电子分布的诊断，并建议，在某些耀斑事件中，电子主要在环顶加速，并可能经历捕获和/或散射效应。通过结合聚焦粒子输运方程和磁流体动力学（MHD）模拟太阳耀斑，我们提出了一个宏观粒子模型，自然包括电子加速和输运。模拟结果表明，湍流俯仰角散射等物理过程对电子在环顶的加速和在耀斑环中的输运都有重要影响，并且它们的影响与能量密切相关.在环顶中具有增强的空间依赖性湍流散射可以使高效的电子加速到高能量和将丰富的电子传输到足点两者成为可能。我们进一步生成空间分辨的合成硬X射线（HXR）发射图像和光谱，揭示了环顶和足点HXR源。与观测结果类似，我们发现足点HXR源比环顶HXR源更亮更硬。我们认为，宏观粒子模型提供了新的见解，了解所观察到的环顶和脚点非热发射源之间的连接相结合的粒子模型与动态演变的MHD模拟的太阳耀斑。
2022-11-28 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Origin of 3He abundance enhancements in gradual solar energetic particle events
通过分析1997-2021年23个高能太阳质子事件，发现3He丰度增强主要源于耀斑残余物质的重新加速，且日冕喷流对3He增强有显著贡献。
2024-10-20 astro-ph.SR physics.space-ph
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
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
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
Element Abundances of Solar Energetic Particles and the Photosphere, the Corona, and the Solar Wind
太阳高能粒子（SEP）中元素丰度的研究经历了一个动荡的历史，现已发展成为一个广泛的领域，它探讨了日冕和SEP加速和传输的物理过程。潜在的SEP是日冕的丰度，它不同于光球丰度作为元素的第一电离势（FIPs）的函数。SEP的FIP依赖性也不同于太阳风;每种都有不同的磁场环境，其中低FIP离子和高FIP中性原子上升到日冕。两个主要来源产生SEP：小的“脉冲”SEP事件与太阳喷流中的磁重联有关，其产生1000倍的增强，从H到Pb作为质荷比A/Q的函数，以及由共振波-粒子相互作用产生的3 He/4 He增强1000倍。在大的“渐进”事件中，SEP被广泛的、快速的日冕物质抛射（CME）从太阳驱动的冲击波加速。离子输运的A/Q依赖性允许我们估计Q，从而估计源等离子体温度T。较弱的冲击波有利于再加速超热离子积累从早期脉冲SEP事件，以及质子从周围的等离子体。在强冲击中，周围的等离子体占主导地位。来自脉冲源的离子具有T ~ 3 MK，而来自环境日冕等离子体的离子具有T = 1 - 2 MK.这些FIP和A/Q的依赖性探索复杂的新的相互作用的电晕和SEP源。
2019-11-21 astro-ph.SR physics.space-ph
Temperature in Solar Sources of 3He-rich Solar Energetic Particles and Relation to Ion Abundances
在太阳耀斑或喷流中，富含3 He的太阳高能粒子（SEP）被加速的机制取决于离子荷质比（Q/M）。这意味着耀斑等离子体特性（例如，温度）可以有效地确定富含3 He的SEP的元素丰度。本研究考察了2010-2015年期间24个富3 He SEP事件中，在高级成分探测器上测量的He-Fe离子的超热（<0.2 MeV/nuc）丰度与太阳源温度之间的关系。利用太阳动力学天文台的极紫外成像观测资料，利用差分辐射测量技术反演了源区温度。所获得的温度分布峰值在2.0-2.5 MK，这与基于原位元素丰度或电荷状态测量的早期发现惊人地一致。我们发现3 He/4 He比值与太阳源温度之间存在显著的反相关，相关系数为-0.6。它很可能是由非电荷剥离过程引起的，因为这两种同位素在推断的温度范围内都会完全电离。研究表明，4 He/O、N/O、Ne/O、Si/O、S/O、Ca/O、Fe/O等元素比随温度的变化与电离平衡时丰度增强计算的结果一致。在所得到的温度范围内Q/M比变化较小的两个物种C和Mg没有表现出这种随温度变化的行为，并且可能受到与3 He/4 He比类似的过程的影响。
2020-12-31 astro-ph.SR physics.space-ph
Excess H, Suppressed He, and the Abundances of Elements in Solar Energetic Particles
最近对太阳高能粒子（SEP）事件中H和He相对于重离子丰度的研究表明，SEP事件的物理基础具有新的特征。脉冲SEP事件，定义为独特的大增强的Fe/O，出现在太阳喷流的磁重联。在小的、“纯的”、无激波的脉冲SEP事件中，质荷比A/Q = 1的质子符合元素丰度增加与从较重元素2 < Z < 57外推的A/Q的幂律依赖性。有时这些事件有数量级的He的supplement，即使H适合较重的元素，也许是因为在等离子体从色球层快速上升期间，He的电离较慢。在较大的脉冲SEP事件中，He符合，但相对于Z > 2离子的幂律拟合，存在较大的质子过剩，这可能是因为相关的日冕物质抛射（CME）驱动冲击波的速度足够快，可以重新加速脉冲SEP，但也可以从周围的太阳等离子体中采样质子。相比之下，逐渐SEP事件加速宽，快速日冕物质抛射驱动的冲击波，但那些较小，较弱的冲击，也许是准垂直，有利于脉冲超热残留物留下的许多以前的射流，再次补充过剩的质子从周围的日冕等离子体。在更大、更常见的渐变SEP事件中，更快、更强的冲击波对周围日冕等离子体的采样更深，压倒了任何脉冲离子成分，因此质子丰度再次符合与所有其他元素相同的幂律分布。因此，幂律行为的研究，在A/Q的SEP元素丰度提供了引人注目的新的信息，不同的物理SEP加速和性能的基础电晕。
2019-10-02 astro-ph.SR physics.space-ph
Emission Characteristics of Energetic Electrons with Crescent-shaped Velocity Distributions
本研究模拟三种等离子体频率比下的新月形电子速度分布，发现其可有效激发BL与UH模，并产生强于纯环、束流及环-束分布的基频和谐波发射。
2025-01-07 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The Origin of Element Abundance Variations in Solar Energetic Particles
在渐变和脉冲太阳高能粒子（SEP）事件的加速和输运过程中，离子的质量电荷比[A/Q]近似按幂律变化。由于Q值取决于源等离子体的电子温度，这允许从元素丰度增强的模式确定该温度，并验证用于从SEP事件扩散传输离子的A/Q功率的预期逆时间依赖性，发现散射平均自由程在0.2和1 AU之间。不同温度等离子体产生的SEP事件在典型的丰度交会图中分布到不同的区域，使分布范围扩大。在SEP事件与温度高于2 MK的比较中，脉冲事件比渐变事件显示出更广泛的丰度非热变化。在渐变事件中加速离子的广泛冲击波可以在许多活跃区域上平均，在活跃区域中，大量但较小的磁重联（“纳米喷射”）产生超热种子离子，从而在变化的丰度上平均，而脉冲SEP事件仅对丰度变化的一个局部区域进行采样。的参考He/O丰度比为91，而不是57的证据，也被发现为较热的等离子体。然而，虽然这与太阳风的He/O丰度相似，但太阳风丰度为SEP丰度增强提供了不可接受的不良参考，产生了极大的误差。
2016-07-21 astro-ph.SR
Energy Spectra vs. Element Abundances in Solar Energetic Particles and the Roles of Magnetic Reconnection and Shock Acceleration
本文重新研究了能量为几MeV/amu的太阳高能粒子（SEP）事件中能谱指数与元素丰度增强之间的关系。我们发现一个相关的行为，只有在最大的逐步SEP 4事件时，所有的离子从周围的日冕等离子体加速的冲击波驱动的快速，广泛的日冕物质抛射（CME）。这种相关的丰度行为可以跟踪事件期间光谱指数的复杂时间变化。在其他（SEP 3）事件中，CME驱动的冲击波，相隔几天，样品种子粒子从一个单一的超热脉冲离子池贡献更早。较小的，富铁，脉冲SEP事件，以前有关的磁重联在太阳喷流，超过一半随后再加速日冕物质抛射驱动的冲击波（SEP 2）造成典型的离子强度有64%的相关性与冲击速度。在这些SEP 2事件中，冲击波加速的开始是由丰度中的一个新的组成部分，即大质子过剩发出的信号。其余的SEP 1事件缺乏冲击加速的证据。然而，对于所有这些事件（SEP 1-SEP 3）与磁重联确定的丰度，光谱和丰度去耦。
2022-03-08 astro-ph.SR
Hydrogen and the Abundances of Elements in Impulsive Solar Energetic-Particle Events
在对太阳高能粒子（SEP）化学元素丰度分布的研究中，氢几乎被完全忽略。我们试图找到H符合这些丰度模式的脉冲事件，并记录不符合这些模式的事件，从而提出差异的可能原因。对于24%的较小的脉冲SEP事件，H的相对丰度符合6 <= Z <= 56元素丰度的幂律拟合的一个标准差，相对于日冕丰度。在高强度的脉冲事件中，H可以是其预期值的10到100倍。在这些较大的事件中，在高波数下增加的散射可能优先滞留H，可能具有自放大波;在某些事件中，事件前质子背景可能起作用。然而，在大多数大的脉冲SEP事件中，相关的冲击波所起的作用一定比以前认为的要大得多;快速（> 500 km/s）的日冕物质抛射占脉冲事件的62%。冲击可以从周围的日冕等离子体或残余背景中采样质子，以及从太阳喷流中的磁重联区域注入的重脉冲SEP离子的再加速。过量的H可以是冲击加速度的特征。
2019-03-07 astro-ph.SR
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
Solar Energetic Particles: Spatial Extent and Implications of the H and He Abundances
太阳高能粒子（SEP）激波加速的重要性的最早指标之一是广泛的空间范围的“渐进”SEP事件产生的冲击波，由广泛，快速的日冕物质抛射（CME），扩大整个太阳与跨场传输介导的冲击。对比“脉冲”SEP事件，与特征增强的3 He和重元素，现在与太阳喷流中的开场线上的磁重联。然而，大的冲击波也可以穿越剩余的脉冲超热离子池，喷流可以产生快速的CME，驱动冲击波;在这两种情况下，冲击重新加速离子与“脉冲”丰度签名以及日冕等离子体。这些更复杂的事件产生“过剩质子”，确定这一过程，最近，4 He丰度分布的差异也被发现取决于种子人口和加速模式的组合。4 He丰度的极端差异可能反映了太阳喷流采样的日冕区域丰度的潜在差异，令人惊讶的是，SEP事件冲击波采样两个种子粒子种群似乎有大约两倍的4 He/O比的那些与一个单一的来源。
2022-07-05 astro-ph.SR
Hydrogen and the Abundances of Elements in Gradual Solar Energetic-Particle Events
尽管氢占据主导地位，但在研究太阳高能粒子（SEP）渐变事件中化学元素的丰度模式时，它在很大程度上被忽视了;这些被忽视的丰度显示了一种令人惊讶的新行为模式。相对于日冕丰度，2 <= Z <= 56的元素的绝对增强表现出幂律依赖性，相对于它们的平均质荷比A/Q，随事件和事件期间的时间而变化。离子电荷态Q取决于源等离子体温度T。对于大多数渐变SEP事件，冲击波加速了周围日冕物质，T < 2 MK，A/Q呈幂律下降。在这种情况下，质子丰度与从A/Q > 2时Z >= 6的元素外推到A/Q = 1时氢的幂律拟合相当吻合。因此，在大多数SEP事件中，Z >= 6的元素的丰度相当准确地预测了观测到的H的丰度，其速度相似。然而，对于那些离子增强遵循A/Q的正幂的渐进SEP事件，特别是那些T > 2 MK的事件，其中冲击波重新加速了来自先前脉冲SEP事件的剩余超热离子，质子丰度通常超过外推预期，通常是十倍。这是一种新的和意想不到的行为模式，它是质子丰度所特有的，可能与需要更多的流动质子来产生足够的波来散射和加速冲击波中的更多重离子有关。
2019-05-12 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
Element abundances in solar energetic particles: two physical processes, two abundance patterns
构成太阳高能粒子（SEP）的元素丰度有两种非常不同的模式。历史上称为“冲动”和“渐进”事件，它们已经被研究了40年，20年的风航天器。逐步SEP事件测量日冕丰度。它们产生时，冲击波，驱动的日冕物质抛射（CME），加速周围的日冕等离子体，我们讨论了21个元素的平均丰度不同，从相应的太阳光球丰度由一个众所周知的依赖于第一电离势（FIP）的元素。较小的脉冲（“3 He丰富”）SEP事件与磁重联，涉及开放的磁力线从太阳耀斑或喷流，也喷射等离子体产生伴随的日冕物质抛射。这些事件使重元素丰度相对于日冕丰度显著增加，Ne平均增加3倍，Fe增加9倍，76<Z<82的元素增加900倍。这是一个强大的，幂律依赖于A/Q的一个~3.6的权力时，Q值确定在日冕温度接近3 MK。来自~2.5 MK等离子体的具有最陡增强（~ 6次A/Q幂）的小个体SEP事件与B级和C级X射线耀斑以及窄（<100度）CME相关。3 He/4 He的增强可以与重元素的增强一样大，但与它们无关。然而，3 He/4 He> 0.1的事件与狭窄，缓慢的CME，较冷的日冕等离子体和较小的X射线耀斑有更强的联系。脉冲SEP事件不来自热耀斑等离子体，它们被加速早期和/或相邻的开放的磁场线。
2015-01-03 astro-ph.SR
Energy budget of plasma motions, heating, and electron acceleration in a three-loop solar flare
在太阳耀斑中迅速释放的非位磁能被转换成其他形式的能量。这可能包括耀斑加速粒子的非热能、加热的耀斑等离子体的热能以及喷发、喷流、向上/向下流动和随机（湍流）等离子体运动的动能。控制这些组分之间释放能量分配的过程或参数是一个悬而未决的问题。这些成分如何分布在不同的耀斑环之间，以及是什么控制着这些空间分布也不清楚。本文基于多波长数据和三维建模，对观测良好的C1.5级太阳耀斑SOL 2014 -02- 16 T064620中的能量划分和空间分布进行了量化。该耀斑的非热辐射表现为持续约20 s的简单脉冲单尖峰光变曲线。相比之下，热辐射表现出至少三个不同的加热事件，其中只有一个是与非热组件。耀斑伴随着上升和下降的气流和相当大的湍流速度。我们的分析结果表明：（i）耀斑发生在一个至少包含三个不同通量管的多环系统中;（ii）释放的磁能在这些环中的热分量和非热分量之间不均匀地分配;（iii）这三个耀斑环中只有一个含有能量上重要的非热电子量，而另外两个环仍然是热的;（iv）直接等离子体加热的量和非热电子损失的量是相当的;（v）耀斑足点的动能与热能和非热能相比只占很小的一部分。
2021-04-01 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
Sixty Years of Element Abundance Measurements in Solar Energetic Particles
60年前，科学家发表了第一次观测结果，显示了太阳高能粒子（SEP）的化学元素采样。由此开始了对日冕中动力学物理的直接产物的研究。随着我们从4分钟的探测火箭样品到SEP事件的连续卫星覆盖的进展，我们已经将观测扩展到整个周期表中元素丰度的不寻常分布。小“脉冲”SEP事件从岛屿的磁重联开放的磁场线在太阳喷流产生巨大的增强丰度的3 He和最重的元素。太阳耀斑涉及相同的物理，但那里的SEP被困在封闭的环路上，以热和光的形式消耗能量。更大的，充满活力的“渐进”SEP事件在快速，广泛的日冕物质抛射（CME）的冲击波驱动下加速。然而，这些冲击也可以重新加速来自剩余超热脉冲离子池的离子，并且来自喷流的CME也可以驱动快速冲击，使情况变得复杂。SEP事件中的基本元素丰度代表日冕，它与光球中相应的丰度不同，作为元素第一电离势（FIP）的函数，区分低FIP（<10 eV）离子和高FIP中性原子，因为它们在色球层中扩展。SEP加速度对A/Q的依赖性允许离子Q值的最佳拟合估计，因此从丰度导出的~1 - 3 MK的源等离子体温度与最近使用射流的极紫外发射的温度测量相关。然而，新的问题出现的理论基础的相关性的能量谱指数与幂律的丰度，关于共存的机制增强的3 He和重元素，以及关于整体缺乏的C FIP比较。
2021-07-29 astro-ph.SR
Spatial Distribution of Element Abundances and Ionization States in Solar Energetic-Particle Events
我们已经研究了空间和时间分布的化学元素的丰度在大型"渐进"的太阳高能粒子（SEP）的事件，特别是源等离子体温度，来自这些丰度，使用测量从风和太阳地球关系天文台（STEREO）航天器，广泛分离的太阳经度。丰度增加和离子质荷比[A/Q]之间的幂律关系可用于确定远程航天器上的Q值和源等离子体温度，其中仪器不是为电荷状态测量而设计的。我们沿着加速冲击波寻找可能的源变化，发现一个明显的例子，加速冲击波似乎将离子从3.2 +-0.8 MK等离子体发送到一个航天器，而将离子从1.6 +-0.2 MK等离子体发送到116度远的另一个航天器。这种差异持续了三天，然后逐渐消失。其他三个SEP事件显示不同航天器的源温度变化不太极端，其中一个在经度222度以上观察到。这项初步研究表明，丰度增强和离子A/Q值之间的幂律关系提供了一种新的技术，以确定Q和等离子体温度的种子人口的SEP离子在一个广阔的空间区域使用远程航天器的仪器，最初不是为测量电离态而设计的。
2017-07-03 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
Abundances, Ionization States, Temperatures, and FIP in Solar Energetic Particles
化学元素和同位素的相对丰度一直是我们识别和理解高能粒子的最有效工具。太阳高能粒子（SEP）的早期惊喜是3 He/4 He在小的“脉冲”SEP事件中的共振波-粒子相互作用中增强了1000倍，这些事件发射出产生III型射电暴的电子束。进一步的研究发现，在Fe/O的增强，然后在丰度的极端增强，增加了质荷比A/Q的1000倍，从He到Pb产生的磁重联在太阳喷流的开放场线。相比之下，在最大的SEP事件中，即“渐变”事件，加速发生在由快速、广泛的日冕物质抛射（CME）从太阳驱动的冲击波中。平均许多事件提供了一个衡量太阳日冕的丰度，但A/Q依赖的散射在运输过程中会导致随时间的变化，因此，如果铁散射小于O，铁/O是增强早期和耗尽后。使问题复杂化的是，冲击波经常会在产生许多脉冲事件的活动区域上方重新加速脉冲超热离子。由于脉冲和渐进SEP事件都具有随A/Q的幂变化的丰度增强，因此我们可以使用丰度来推断加速期间的Q值和1 - 3 MK源等离子体温度。比较来自SEP和来自慢太阳风的日冕丰度作为元素第一电离势（FIP）的函数，剩下的差异是元素C，P和S。阿尔文波对离子的分离理论表明，C、P和S在色球层传输过程中，在闭合的磁回路上受到波共振的抑制，而在提供太阳风的开放磁场上则没有。冲击波可以加速离子从封闭的日冕环中，很容易作为SEP逃逸，而太阳风必须出现在开放的领域。
2018-03-14 astro-ph.SR
Element Abundances in Impulsive Solar Energetic Particle Events
本文提出脉冲太阳高能粒子事件中超铁元素丰度增强的模型，将分馏区域置于色球层，以扭转阿尔芬波有质动力和声波抑制机制解释从FIP分馏到与质量相关的脉冲SEP分馏的转变。
2023-05-19 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
Energetic processes revealed by spectrally resolved high-J CO lines in low-mass star-forming regions with Herschel-HIFI
给出了NGC 1333中3颗深埋低质量原恒星的12 CO、13 CO和C18 O高J谱线（J_u=10）的Herschel-HIFI观测结果。观测结果显示了几种高能成分，包括冲击和静止气体。使用辐射转移模型来量化C18 O包层丰度，这需要在蒸发温度T_ev ~25 K时丰度发生跃变，为原恒星周围的CO冰蒸发区提供了新的直接证据。包层最外层的丰度X_0在2 × 10 ^-4的标准值范围内;而内部丰度X_in比X_0低3-5倍。
2011-02-02 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
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
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
Abundance Enhancements in Impulsive Solar Energetic-Particle Events with Associated Coronal Mass Ejections
研究了Wind卫星观测到的富含Fe的脉冲太阳高能粒子（SEP）事件中He ~ Pb元素的丰度，以及它们与SOHO卫星上的大角度光谱日冕仪（LASCO）观测到的日冕物质抛射（CME）的关系.平均而言，这些事件中的元素丰度与低Z下的日冕丰度相似，但对于较重的元素，离子的质荷比A/Q（在日冕温度为2.5-3 MK时）以幂律增加，Ne为3倍，Fe为9倍，75<Z<83为900倍。丰度的能量依赖性在2-15 MeV/amu范围内是最小的。在1994年11月至2013年8月期间，我们使用Wind航天器发现了111个富铁脉冲SEP事件，与CME的关联率为69%。日冕物质抛射是狭窄的，中位宽度为75度，典型地来自太阳的西半球，中位速度约为600公里/秒。几乎所有SEP发作都发生在CME发作后1.5-5 h内。越快（>700 km/s），我们样本中较宽的CME与具有日冕丰度的SEP有关，表明具有完全电离的He，C，N和O的热日冕等离子体以及相对于He的较重元素的适度增强，但较慢（<700 km/s），较窄的CME从较冷的等离子体中出现，其中较高的SEP质荷比A/Q产生更大的丰度增强，甚至对于C/He和O/He。显然，脉冲SEPs加速的开放磁重联区域也提供了驱逐CME等离子体的能量，这说明了一个强大的，可能是普遍的脉冲SEP-CME关联。
2014-04-12 astro-ph.SR
Nonthermal line broadening at solar flare footpoints is primarily field-aligned
European Space Agency (ESA), European Space Research and Technology centre (ESTEC)（欧洲航天局（ESA）欧洲空间研究与技术中心（ESTEC））；University of St Andrews（圣安德鲁斯大学）
通过分析Hinode/EIS光谱，发现耀斑足点谱线展宽从盘心到边缘系统性减小，表明展宽主要沿磁场方向，而非各向同性或横向，解决了长期争议。
2026-06-04 astro-ph.SR physics.space-ph
A Large-scale Plume in an X-Class Solar Flare
越来越多的太阳观测多频成像表明，太阳耀斑往往涉及一个以上的磁通量管。一些磁通管是封闭的，而另一些则可以包含开放的磁场。在这些不同的环路中，非热电子的相对比例对于理解能量释放、粒子加速和输运非常重要。非热电子的开放领域的访问是更重要的，因为开放领域促进太阳高能粒子（SEP）从耀斑网站逃逸，从而控制SEP通量在太阳系中，直接和作为种子粒子进一步加速。大型磁通管通常充满了稀薄的等离子体，这在EUV或X射线波长下都很难检测到;然而，它们可以在低射频下占主导地位，其中非热电子的适度成分可以使源光学厚度，因此，足够明亮以被观察到。在这里，我们报告检测到一个大规模的“羽”在脉冲阶段的X级太阳耀斑，SOL 2001 -08- 25 T16：23，使用多频无线电数据从欧文斯谷太阳能电池阵列。为了量化耀斑的空间结构，我们采用三维建模，利用我们的建模工具GX模拟器从视线SOHO/MDI磁图的无力场外推。我们发现，一个显着的一部分非热电子加速耀斑网站低的日冕逃逸到羽流，其中包含封闭和开放的领域。我们认为羽流中封闭场和开放场之间的比例决定了SEP种群逃逸到行星际空间。
2017-07-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Gyrosynchrotron emission generated by nonthermal electrons with energy spectra of a broken power law
最新的太阳耀斑观测报告揭示了微波光谱的一些不寻常的特征，如异常硬（甚至是正）的光谱，和/或超高的峰值频率。为了更好地理解这些特征，我们进行了参数研究，研究了高能电子的破幂律谱对微波辐射的影响的回旋同步机制的基础上。电子破缺幂律能量分布由三个参数表征，即破缺能量（$E_B$）、破缺能量之下的幂律指数（$δ_1$）和破缺能量之上的幂律指数（$δ_2$）。我们发现，随着电子光谱的$δ_2$分量的加入，总通量密度在光学厚的制度中可以增加几倍，在光学薄的制度中可以增加几个数量级;峰值频率（$ν_p$）也增加，可以达到几十GHz;和偏振度（$r_c$）一般减小。我们还发现：（1）在光学薄区，磁通密度的变化较大，在峰值频率附近的微波谱呈现出软化或软硬相间的不同轮廓;（2）参数$δ_1$和$E_B$影响微波光谱指数（$α$）和偏振度（$r_c$）主要影响光学厚区域，而$δ_2$主要影响光学薄区域。这些结果有助于理解最近报道的具有特殊频谱特征的微波爆发，并指出对微波爆发，特别是对$>10-20$ GHz频段微波爆发的更完整的频谱覆盖的需求。
2018-11-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Element Abundances and Source Plasma Temperatures of Solar Energetic Particles
30年前，布伦曼和斯通观察到，在大的太阳高能粒子（SEP）事件中，元素丰度的增强或抑制随元素质荷比A/Q的幂而变化。由于加速或传输期间的Q可能取决于源等离子体温度T，因此元件增强的图案可以提供T的最佳拟合测量。我们称之为3 He富集或“脉冲”的小SEP事件显示出相对于日冕丰度的平均增强，在（76<=Z<=82）/O和温度范围2-4 MK的情况下，随着A/Q的3.6次幂上升到~1000倍。据信这种加速发生在太阳耀斑和喷流中开放场线上的磁重联岛中。最近发现，大的激波加速“渐变”SEP事件的源等离子体温度范围很宽，69%的事件的日冕温度T <1.6MK，而24%的事件的日冕温度T ~ 3 MK，后者暗示了一个含有残余脉冲超热离子的种子粒子群。大部分的事件间丰度变化和它们的时间变化在很大程度上是由在运输过程中由A/Q相关分馏放大的T的变化来解释的。然而，脉冲SEP事件的非热方差（~30%）超过了~3 MK渐变事件的非热方差（~10%），因此必须将几个小脉冲事件与环境等离子体一起平均，以形成这些事件中用于冲击加速的种子种群。
2016-12-05 astro-ph.SR
The Abundance of Helium in the Source Plasma of Solar Energetic Particles
在大的太阳高能粒子（SEP）事件中，元素相对于日冕丰度的丰度增强模式的研究，以及它们对离子质荷比A/Q的幂律依赖性的研究，已被用来确定定义离子Q值的有效源等离子体温度T。我们发现，一个单一的假设值的日冕参考He/O比在所有SEP事件往往是不一致的运输引起的幂律趋势的其他元素。事实上，日冕He/O实际上从一个SEP事件到另一个SEP事件变化相当大。在大型富铁SEP事件与T = 3 MK，冲击波，驱动出的日冕物质抛射（CME），有再加速残留离子从脉冲超热事件发生在太阳活动区，He/O = 90，一个类似的比率，在缓慢的太阳风，这也可能来自活动区。T < 2 MK的大SEP事件中的离子可能在活动区之外被加速，并且具有40 < He/O < 60的值。决定日冕丰度的机制，包括He/O的变化，可能发生在日冕底部附近（约1.1 RS），从而影响SEP（约2 - 3 RS）和太阳风。除He外，较重元素的参考日冕丰度显示SEP事件之间的温度依赖性或系统差异很小; He，具有最高第一电离势的元素，是唯一的。日冕物质抛射驱动的冲击波探测了相同的空间区域，在活动区域附近的~2 RS处，这些区域也可能是缓慢太阳风的来源，提供了这些区域条件的补充信息。
2017-08-16 astro-ph.SR
Variations in Abundance Enhancements in Impulsive Solar Energetic-Particle Events and Related CMEs and Flares
我们研究了富铁脉冲太阳高能粒子（SEP）事件中元素He到Pb丰度增强的事件间变化及其与相关日冕物质抛射（CME）和太阳耀斑性质的关系。使用最小二乘法程序，我们适合的幂律增强元素丰度作为其质荷比A/Q的函数，以确定功率和日冕温度（决定Q）在每个111脉冲SEP事件之前确定的。具有最陡元素增强的单个SEP事件，例如~（A/Q）^[6]，往往是较小的、低通量的事件，具有更陡的能谱，与B级和C级X射线耀斑、较冷的（~2.5 MK）日冕等离子体以及狭窄的（<100 deg）、较慢的（<700 km/s）日冕物质抛射有关。另一方面，更高通量的SEP事件具有更平坦的能谱，重元素的增强不那么剧烈，例如~（A/Q）^[3]，并且来自与C、M甚至X级X射线耀斑和更宽的日冕物质抛射相关的更热的日冕等离子体（~3.2 MK）。~ 3 He/~ 4 He的增高与重元素的增高无关。然而，3 He/4 He> 0.1的事件与狭窄、缓慢的日冕物质抛射、较冷的日冕等离子体以及B和C类X射线耀斑的关联甚至比其他富铁脉冲SEP事件更强，3 He的增强较小。
2014-07-29 astro-ph.SR
3He-rich solar energetic particles: Solar sources
富含3He的太阳高能粒子（SEP），显示出3He或超重核等稀有元素丰度增加了10，000倍，已经是50多年的难题。目前对3He富集的SEP缺乏了解的一个原因是难以分辨这些常见事件的源区。自从它们被发现以来，有强有力的证据表明，富含3He的SEP的产生与太阳上的耀斑有关。异常丰度的3He丰富的SEPs已被归因于一个独特的加速机制，必须定期在耀斑现场操作。与3He富集SEP相关的耀斑经常以类似喷流的形式被观测到，这表明磁重联的加速，其中包括向行星际空间开放的磁力线。由于太阳周围的航天器舰队，提供了一个大大提高了分辨率的太阳成像观测，3He丰富的SEP源，现在探索前所未有的细节。本文概述了目前对富3He SEP的认识，主要集中在其太阳来源。
2020-02-21 astro-ph.SR physics.space-ph
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
Nonthermal electron acceleration in turbulent post-flare coronal loops
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Solar-Terrestrial Centre of Excellence（比利时皇家空间气动力学研究所，太阳-地球卓越中心）
研究日冕环中湍流后 flare 中非热电子的加速机制，揭示KHI湍流对电子能量分布的影响。
2026-02-04 astro-ph.SR
Helium Suppression in Impulsive Solar Energetic-Particle Events
本文研究了小的“贫He”脉冲太阳高能粒子（SEP）事件的元素丰度和能谱，并与其它He丰度更正常的脉冲SEP事件进行了比较。贫He事件的源丰度可低至He/O ~ 2，而脉冲和渐变SEP事件的源丰度一般为30 < He/O < 100，平均值为50 - 60。He/C比值不仅很低，而且在He-贫事件中经常随能量而降低。其他原子序数6 < Z < 56的元素的绝对增强模式，以及它们的质荷比A/Q的可能值，在贫氦事件中通常是不变的，就像所有脉冲SEP事件的可能源等离子体温度为2.5 - 3.2 MK一样。一个He-贫事件也是C/O = 0.08 +- 0.04的罕见C-贫事件的一个例子，被平均值的5倍以上抑制。我们讨论了加速过程中可能的A/Q阈值和进入日冕的He的缓慢电离的建议，因为它独特的高第一电离势（FIP），但如果He和C都完全电离，A/Q = 2，如预期的那样，在2.5 - 3.2 MK，He的抑制和He/C随能量的下降是很难解释的。虽然不太戏剧性，也被认为是一个可能的过度增强Ne在一些脉冲SEP事件。文中还讨论了脉冲事件谱和丰度变化高达30%的可能原因。然而，氦贫事件的物理学仍然是一个谜。
2019-02-20 astro-ph.SR
What are the Sources of Solar Energetic Particles? Element Abundances and Source Plasma Temperatures
50年来，我们一直在热烈讨论哪些太阳高能粒子（SEP）在耀斑中被加速，哪些被日冕物质抛射（CME）从太阳中驱逐出的冲击波加速。大的“渐进”SEP事件与冲击加速的关联得到SEP的广泛空间分布和粒子延迟加速的支持。这些渐变事件中元素的相对丰度是对周围日冕中元素相对丰度的测量，与光球中元素相对丰度的不同之处在于元素的第一电离势（FIP）的广泛观测函数。SEP事件，我们称之为“脉冲”，传统的“3 He丰富”的事件与增强重元素丰度，与III型射电暴，耀斑，和狭窄的日冕物质抛射，他们选择性地填充通量管，线程本地化的源，他们适合新的粒子在细胞模型的磁重联上的开放场线发现太阳喷流。这些模型有助于解释从He到Pb的整个周期表中重元素的质荷比A/Q的幂（2 - 8）的强烈增强。对A/Q随温度变化的研究表明，脉冲SEP事件中的源等离子体必须在2-4 MK范围内才能解释丰度的分布。这比在太阳耀斑的闭合环上看到的>10 MK的温度低得多。最近的研究A/Q依赖的增强或supplement从散射过程中运输显示源等离子体温度在逐渐SEP事件为0.8-1.6 MK的事件，即日冕等离子体的69%，24%的事件显示再加速脉冲事件的材料。
2015-10-20 astro-ph.SR
Impulsive Solar Energetic Particle Events: EUV Waves and Jets
脉冲太阳高能粒子（ISEP）事件显示出特殊的元素组成，具有增强的3 He和重离子丰度，与我们的太阳系组成明显不同。此外，事件的特点是各种各样的能量谱形状从幂律到圆形的频谱向低能量。这些事件的太阳源与日冕喷流密切相关。令人惊讶的是，新的观测结果表明，这些事件通常伴随着所谓的极紫外（EUV）日冕波-与射流相比，这是一种大规模的现象。本文概述了目前的认识，极紫外波与喷流和高能离子在ISEP事件的联系。
2021-12-28 astro-ph.SR physics.space-ph
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
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
Global Energetics of Solar Flares: IV. Coronal Mass Ejection Energetics
本研究是全球耀斑能量学项目的第四部分，其中使用基于EUV调光效应的新方法，测量了在太阳动力学天文台（SDO）任务的前3.5年期间观测到的399个M和X级耀斑事件中日冕物质抛射（CME）的质量$m_{\mathrm{cme}}$、动能$E_{\mathrm{kin}}$和引力势能$E_{\mathrm{grav}}$。EUV调光的径向绝热膨胀过程，这是适合于观察到的CME源区的总发射测量的演变。该模型导出了CME源区的平均电子密度、发射测度、体等离子体膨胀速度、质量和能量的演化。EUV调光方法是真正的互补汤姆逊散射方法在白光中，探测日冕物质抛射在日光层中的演变在$r > 2 R_{\odot}$，而EUV调光方法跟踪日冕物质抛射发射。我们比较了在白光中获得的CME参数与LASCO/C2日冕与从EUV调光与大气成像组件（AIA）机载SDO的所有相同的事件在两个数据集。我们调查CME参数之间的相关性，相对时间与耀斑参数，频率发生分布，和磁，热，非热，和CME能量之间的能量分配。CME能量被发现是系统低于耗散的磁能，这是一致的CME的磁性起源。
2016-05-16 astro-ph.SR
