1 / 17

О СООТНОШЕНИИ ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА СОЛНЕЧНЫХ МИКРОВОЛНОВЫХ ВСПЛЕСКОВ

О СООТНОШЕНИИ ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА СОЛНЕЧНЫХ МИКРОВОЛНОВЫХ ВСПЛЕСКОВ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА ПОТОКА ПРОТОНОВ У ЗЕМЛИ. И.М. Черток * , В.В. Гречнев ** , Н.С.Мешалкина ** * ИЗМИРАН , Троицк; ** ИСЗФ, Иркутск. Давняя проблема – где ускоряются солнечные космические лучи (СКЛ):.

stuart-smith
Download Presentation

О СООТНОШЕНИИ ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА СОЛНЕЧНЫХ МИКРОВОЛНОВЫХ ВСПЛЕСКОВ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. О СООТНОШЕНИИ ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА СОЛНЕЧНЫХ МИКРОВОЛНОВЫХ ВСПЛЕСКОВ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА ПОТОКА ПРОТОНОВ У ЗЕМЛИ И.М. Черток*, В.В. Гречнев**, Н.С.Мешалкина***ИЗМИРАН, Троицк; **ИСЗФ, Иркутск

  2. Давняя проблема – где ускоряются солнечные космические лучи (СКЛ): ■Непосредственно во вспышке в процессе импульсного и/или постэруптивного (ПЭ) энерговыделения(см., например, Chertok, 1995; Klein & Trottet, 2001; Bazilevskaya, 2005; Лившиц & Белов,2004; Li et al., 2007, Grechnev et. al., 2008; Miroshnichenko & Perez-Peraza, 2008). или ■ В ударной волне перед корональным выбросом (Coronal Mass Ejection, CME)(см., например, Cliver et al., 1993, 2004; Reames, 1999; Kahler, 2001; Tylka et al., 2005, 2006). McCracken et al. (2008)

  3. Анализ экстремального протонного события 20.01.2005 обострил дискуссию(см. http://creme96.nrl.navy.mil/20Jan05/; Grechnev et al., 2008; McCracken et al. 2008) Grechnev et al. (2008): Существенные аргументы в пользу ускорения частиц основного импульса наземного возрастания СКЛ (GLE) во вспышке, а не в ударной волне перед СМЕ: 1.Экстремальность события 20 января не в параметрах СМЕ, а в характеристиках вспышки, произошедшей в сильных магнитных полях, что проявилось, в частности, в мощнейшем жестком микроволновом радиовсплеске (пиковые потоки на 17 и 35 ГГц S> 80000 с.ед.п.; частота спектрального максимума fm~30 ГГц).

  4. Анализ экстремального протонного события 20.01.2005 обострил дискуссию(см. http://creme96.nrl.navy.mil/20Jan05/; Grechnev et al., 2008; McCracken et al. 2008) Grechnev et al. (2008): Существенные аргументы в пользу ускорения частиц основного импульса наземного возрастания СКЛ (GLE) во вспышке, а не в ударной волне перед СМЕ: 2.Временной профиль первого мощного анизотропного импульса GLE соответствует по времени и близок по форме профилю вспышечного высокоэнергичного (>60 МэВ) гамма-излучения (см. также S.N.Kuznetsov et al., 2005, 2006, 2007).

  5. Для протонных вспышек на западной половине диска -корреляция величины потока протонов разных энергий у Земли (JE) с интенсивностью электромагнитного излучения вспышекв разных диапазонах: • с пиковым и интегральным потоками микроволновых всплесков(см.Croom, 1970, 1971; Castelli & Barron, 1977; Akinyan et al., 1980, 1981; Cliver et al., 1989); - с мягким рентгеном(см. Belov et al., 2005; Cliver, 2006); • с флюенсом линейчатого гамма-излучения в диапазоне 4-7 МэВ (Фомичев & Черток, 1985; Chertok, 1990). Аргументы в пользу ускорения СКЛ во вспышках? Kahler (1982): эти корреляции - «синдром большой вспышки» (СБВ). Вот если бы была корреляция СПЕКТРОВ… Корреляция спектров не укладывается в СБВ.

  6. Черток (1982,1989), Chertok (1990) (см. также Bakshi & Barron, 1979): Западные протонные события 1966-1986 гг., корреляция между параметрами частотного спектра микроволновых всплесков (отношение пиковых потоков на частотах 9 и 15 ГГц,S9/S15; частота спектрального максимума,fm)и показателемδинтегрального степенного энергетического спектра протонов у ЗемлиJEE^(-δ)в диапазоне энергий десятки МэВ. Жесткий/мягкийрадиоспектр – жесткий/мягкийспектр протонов

  7. Настоящая работа: проверка этих важных корреляций и закономерностей по данным 1987-2008 гг. Данные Протоны: • Каталог протонных событий 1987-1996 гг., ред. Ю.И.Логачев. • NOAA таблица http://umbra.nascom.nasa.gov/SEP/seps.html • Временные профили GOES, E>10, 50, 100 МэВ http://www.swpc.noaa.gov/ftpmenu/warehouse. - Параметр lg(J10/J100) – эквивалент показателя δстепенного энергетического спектра(см. Осокин и др., 2007). Радиовсплески: • SGD, http://sgd.ngdc.noaa.gov/sgd/jsp/solarindex.jsp • Данные сети RSTN на f=2,7; 5; 8,8 и 15,4 ГГц ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/STP/SOLAR_DATA/SOLAR_RADIO/BURSTS/ • Скорректированные данные обсерватории Nobeyama, f=2; 3,75; 9,4; 17; 35 и 80 ГГцhttp://solar.nro.nao.ac.jp/norp/ • Те же параметры: (1) отношение пиковых радиопотоков на f~9 и 15 ГГц (S9/S15); (2) частота спектрального максимума микроволновых всплесков (fm).

  8. - Спектр потока протонов определялся по 1-ому пику на профилях за вычетом фона; - Пики, связанные с внезапным началом (SC) геомагнитной бури, неучитывались.

  9. Подтверждаются ранее установленные закономерности: • Мягкий радиоспектр (S9/S151,5) – мягкий спектр протонов (δ2); • Жесткий радиоспектр (S9/S15 1,0) – жесткий спектр протонов (δ1,5).

  10. То же самое отдельно для наземных возрастаний потока протонов (GLE)

  11. То же самое по частоте спектрального максимума fm: • Мягкий радиоспектр (fm5 ГГц) – мягкий спектр протонов (δ2); • Жесткий радиоспектр (fm15 ГГц) – жесткий спектр протонов (δ1,5). 

  12. Вспышки с мощным радиовсплеском на 35 ГГц по данным обсерватории Нобеяма ~45 Большое количество энергичных частиц с жестким энергетическим спектром в сильном магнитном поле.

  13. Вспышки с мощным радиовсплеском на 35 ГГц, 1990-2006 гг. • Большинство вспышек с S35>10^4 sfu – мощные протонные события; • Это относится и к восточным вспышкам; • Восточные вспышки приводят к мощным потокам протонов при экстремально мощных радиовсплесках.

  14. Выводы • Теперь уже по данным 4-ех циклов: соответствие параметров частотного спектра микроволновых всплесков (S9/S15, fm) и энергетического спектра потоков протонов у Земли в диапазоне энергий десятки МэВ:жесткий/мягкийрадиоспектр – жесткий/мягкийспектр протонов. • Информация о спектре частиц, ускоренных во вспышке, сохраняется, несмотря на сложные условия распространения протонов даже в диапазоне десятков МэВ. • Соответствие спектров не укладывается в «синдром большой вспышки». • Вспышки с сильными всплесками на высоких частотах (35 ГГц) – наиболее мощные протонные события. • Еще один серьезный аргумент в пользу вспышечного ускорения протонов, приходящих к Земле в виде первого импульса. • Если существено доускорение на ударной волне, то вспышечные частицы играют роль ”seed population” при сохранении информации об их спектре.

  15. Существенные уточнения результатов работы Осокин, Лившиц, Белов (2007): • Узкое гауссово распределение числа вспышек по величине δ=lg(J10/J100) свыраженным максимумом при δ~1.5 свидетельствует о наличии выделенного спектра ускоренных частиц в мощных вспышках. • Отношение J10/J100 возрастает примерно на порядок при переходе от обычных двухленточных вспышек к явлениям с длительным мягким рентгеновским излучением, т.е. с развитыми постэруптивнымипетлями. Настоящая работа: - Спектр ускоренных частиц во вспышке меняется в зависимости от условий (магнитного поля) в месте ускорения, что отражается в частотном спектре микроволновых всплесков и энергетическом спектре соответствующих потоков протонов у Земли. • Это относится не только ко вспышкам с мягким спектром (с длительным постэруптивным энерговыделением), но и ко вспышкам с жестким спектром (с преобладающим ускорением во взрывной фазе на небольших высотах в сильных магнитных полях над пятнами).

  16. Распределение протонных событий с разным потоком протонов при Е>100 МэВ на плоскости ”S9-S15” Общее соответствие потоков радиовсплесков и протонов: S9,15J100; Среди событий с малым радиопотоком (S9,15<1000) преобладают слабые потоки протонов(J100<1) при мягком радиоспектре (S9>S15); Большинству мощных потоков протонов (J100>10) соответствуют мощные всплески (S9,15>3000-10000) с жестким радиоспектром (S9<S15); Умеренные протонные события (J100~1-10) занимают промежуточное положение.

  17. “Gradual events”: shocks or post-eruptive acceleration in/above ARs? Somov & Chertok (1996), Chapman Conf.“CMEs: causes andconsequences”, Montana State University, Boseman, Montana

More Related