ChISLENNOE ISSLEDOVANIE USKORENIYa RELYaTIVISTSKIKh SOLNEChNYKh KOSMIChESKIKh LUChEY UDARNYMI VOLNAMI SO SKOROSTYaMI MEN'ShE 1000 km/s

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

На основе теории диффузионного ускорения заряженных частиц проведено исследование численными методами спектров солнечных космических лучей, произведенных ударными волнами, образованными корональными выбросами массы, в нижней короне Солнца с известными параметрами солнечной плазмы. Показано, что на ударных волнах со скоростями, меньшими 1000 км/с, протоны могут быть ускорены до энергий ≳ 105 МэВ на расстоянии до ≾ 1.3R⊙ (R⊙ — радиус Солнца). Проанализировано формирование суммарного спектра N(ε) ускоренных протонов и его квазиэкспоненциального «завала» (область кинетических энергий ε ≳ εmax, где максимальная энергия εmax — это энергия, разграничивающая основную часть и «завал» в спектре N), поскольку наиболее высокоэнергичные солнечные космические лучи, регистрируемые во время особенно мощных событий наземными детекторами (нейтронными мониторами и мюонными телескопами), принадлежат именно к «завалу» спектра N ускоренных частиц. Рассмотрено влияние величины напряженности магнитного поля и потока энергии альфвеновских волн в основании солнечной короны, а также показателя наклона спектра альфвеновских волн от частоты, на процесс ускорения протонов.

About the authors

S. N. Taneev

Email: taneev@ikfia.ysn.ru

References

  1. Г. Ф. Крымский, Докл. АН СССР 234, 1306 (1977) @@G. F. Krymskii, Sov. Phys. Dokl. 22, 327 (1977).
  2. W. I. Axford, E. Leer, and G. Skadron, in Proc. 15th ICRC, 1977, Plovdiv, Bulgaria 11, 132 (1977).
  3. Е. Г. Бережко, В. К. Е¨лшин, Г. Ф. Крымский, С. И. Петухов, Генерация космических лучей ударными волнами, Наука, Новосибирск (1988).
  4. Е. Г. Бережко, Г. Ф. Крымский, УФН 154, 49 (1988) @@E. G. Berezhko and G. F. Krymskii, Sov. Phys. Usp. 31, 27 (1988).
  5. Л. И. Мирошниченко, УФН 188, 345 (2018), doi: 10.3367/UFNr.2017.03.038091 @@L. I. Miroshnichenko, Phys. Usp. 61, 323 (2018), doi: 10.3367/UFNe.2017.03.038091.
  6. M. A. Lee, Astrophys. J. Suppl. Ser. 158, 38 (2005), doi: 10.1086/428753.
  7. М. И. Панасюк, Л. И. Мирошниченко, УФН 192, 413 (2022), doi: 10.3367/UFNr.2021.07.039022 @@M. I. Panasyuk and L. I. Miroshnichenko, Phys. Usp. 65, 379 (2022), doi: 10.3367/UFNe.2021.07.039022.
  8. Е. Г. Бережко, С. Н. Танеев, Космич. исслед. 29, 582 (1991) @@E. G. Berezhko and S. N. Taneev, Cosmic Res. 29, 500 (1992).
  9. Е. Г. Бережко, С. Н. Танеев, Письма в Астрон. ж. 29, 601 (2003) @@E. G. Berezhko and S. N. Taneev, Astron. Lett. 29, 530 (2003).
  10. Е. Г. Бережко, С. Н. Танеев, Письма в Астрон. ж. 39, 443 (2013), doi: 10.7868/S0320010813060016 @@E. G. Berezhko and S. N. Taneev, Astron. Lett. 39, 393 (2013), doi: 10.1134/S1063773713060017.
  11. A. S. Petukhova, I. S. Petukhov, S. I. Petukhov, and L. T. Ksenofontov, Astrophys. J. 836, 36 (2017), doi: 10.3847/1538-4357/836/1/36.
  12. С. Н. Танеев, Л. Т. Ксенофонтов, Е. Г. Бережко, ЖЭТФ 161, 20 (2022), doi: 10.31857/S0044451022010023 @@S. N. Taneev, L. T. Ksenofontov, and E. G. Berezhko, JETP 134, 14 (2022), doi: 10.1134/S1063776121120165.
  13. С. Н. Танеев, ЖЭТФ 163, 503 (2023), doi: 10.31857/S0044451023040077 @@S. N. Taneev, JETP 136, 446 (2023), doi: 10.1134/S106377612304012X.
  14. С. Н. Танеев, Е. Г. Бережко, ЖЭТФ 158, 474 (2020), doi: 10.31857/S0044451020090060 @@S. N. Taneev and E. G. Berezhko, JETP 131, 422 (2020), doi: 10.1134/S1063776120080075.
  15. T. K. Suzuki and S. Inutsuka, J. Geophys. Res. 111, A06101 (2006), doi: 10.1029/2005JA011502.
  16. W. H. Matthaeus, D. J. Mullan, P. Dmitruk et al., Nonlin. Processes Geophys. 10, 93 (2003), doi: 10.5194/npg-10-93-2003.
  17. G. A. Dulk, Y. Leblanc, and J.-L. Bougeret, Geophys. Res. Lett. 26, 2331 (1999), doi: 10.1029/1999GL900454.
  18. М. А. Лившиц, А. В. Белов, Астрон. ж. 81, 732 (2004) @@M. A. Livshits and A. V. Belov, Astron. Rep. 48, 665 (2004).
  19. И. М. Подгорный, А. И. Подгорный, Космич. исслед. 57, 403 (2019), doi: 10.1134/S0023420619060062 @@I. M. Podgorny and A. I. Podgorny, Cosmic Res. 57, 389 (2019), doi: 10.1134/S0010952519060054.
  20. А. Б. Струминский, И. Ю. Григорьева, Ю. И. Логачев, А. М. Садовский, Физика плазмы 46, 139 (2020), doi: 10.31857/S0367292120020134 @@A. B. Struminskii, I. Yu. Grigor’eva, Yu. I. Logachev, and A. M. Sadovskii, Plasma Phys. Rep. 46, 174 (2020), doi: 10.1134/S1063780X20020130.
  21. G. P. Zank, Gang Li, and V. Florinski, J. Geophys. Res. 109, A04107 (2004), doi: 10.1029/2003JA010301.
  22. Г. Ф. Крымский, Геомагн. и аэроном. 4, 977 (1964) @@G. F. Krymskiy, Geomagn. Aeron. 4, 763 (1964).
  23. E. N. Parker, in Proc. 9th ICRC, 1965, London, United Kingdom 1, 26 (1966).
  24. Е. Г. Бережко, В. К. Елшин, Л. Т. Ксенофонтов, ЖЭТФ 109, 3 (1996) @@E. G. Berezhko, V. K. Elshin, and L. T. Ksenofontov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 109, 3 (1996).
  25. M. A. Lee, J. Geophys. Res. 87, 5063 (1982), doi: 10.1029/JA087iA07p05063.
  26. M. A. Lee, J. Geophys. Res. 88, 6109 (1983), doi: 10.1029/JA088iA08p06109.
  27. B. E. Gordon, M. A. Lee, E. M¨obius, and K. J. Trattner, J. Geophys. Res. 104, 28263 (1999), doi: 10.1029/1999JA900356.
  28. E. G. Berezhko, V. K. Elshin, and L. T. Ksenofontov, Astropart. Phys. 2, 215 (1994).
  29. Е. Г. Бережко, В. К. Елшин, Л. Т. Ксенофонтов, Астрон. ж. 73, 176 (1996) @@E. G. Berezhko, V. K. Elshin, and L. T. Ksenofontov, Astron. Rep. 40, 155 (1996).
  30. E. G. Berezhko, S. N. Taneev, and K. J. Trattner, J. Geophys. Res. 116, A07102 (2011), doi: 10.1029/2010JA016404.
  31. E. C. Sittler, Jr. and M. Guhathakurta, Astrophys. J. 523, 812 (1999), doi: 10.1086/307742.
  32. A. J. Hundhausen, Coronal Expansion and Solar Wind, Vol. 5, Springer, New York (1972).
  33. G. Mann, A. Klassen, H. Aurass, and H.-T. Classen, Astron. Astrophys. 400, 329 (2003), doi: 10.1051/0004-6361:20021593.
  34. D. V. Reames, Space Sci. Rev. 90, 413 (1999), doi: 10.1023/A:1005105831781.
  35. M. J. Aschwanden, Physics of the Solar Corona. An Introduction, Praxis Publ. Ltd., Chichester UK and Springer, New York (2004).
  36. E. G. Berezhko, Astropart. Phys. 5, 367 (1996), doi: 10.1016/0927-6505(96)00037-0.
  37. М. А. Челпанов, С. А. Анфиногентов, Д. В. Костарев и др., Солнечно-земная физика 8(4), 3 (2022), doi: 10.12737/szf-84202201 @@M. A. Chelpanov, S. A. Anfinogentov, D. V. Kostarev et al., SolarTerrestrial Phys. 8(4), 3 (2022), doi: 10.12737/stp84202201.
  38. S. A. Anfinogentov, A. G. Stupishin, I. I. Mysh’yakov, and G. D. Fleishman, Astrophys. J. 880, L29 (2019), doi: 10.3847/2041-8213/ab3042.
  39. W. Dr¨oge, in Proc. 26th ICRC, 1999, Salt Lake City, USA 6, 232 (1999).
  40. С. Н. Танеев, С. А. Стародубцев, В. Г. Григорьев, Е. Г. Бережко, ЖЭТФ 156, 449 (2019), doi: 10.1134/S0044451019090074 @@S. N. Taneev, S. A. Starodubtsev, V. G. Grigor’ev, and E. G. Berezhko, JETP 129, 375 (2019), doi: 10.1134/S1063776119080089.
  41. J. L. Lovell, M. L. Duldig, and J. E. Humble, J. Geophys. Res. 103, 23733 (1998), doi: 10.1029/98JA02100.
  42. D. C. Ellison and R. Ramaty, Astrophys. J. 298, 400 (1985).
  43. L. I. Miroshnichenko and R. A. Nymmik, Radiat. Meas. 61, 6 (2014), doi: 10.1016/j.radmeas.2013.11.010.
  44. F. Yu, X. Kong, F. Guo et al., Astrophys. J. Lett. 925, L13 (2022), doi: 10.3847/2041-8213/ac4cb3.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».