Энергетические спектры надтепловых ионов 3He, 4He, С, O и Fe на 1 а.е. в потоках частиц из корональных дыр в 23 и 24 циклах солнечной активности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучались энергетические спектры ионов 3He, 4He, С, O и Fe с энергиями 0.04–2 МэВ/нуклон на 1 а.е. в потоках солнечного ветра из приэкваториальных корональных дыр на спаде солнечной активности в 23-ем цикле по информации приборов ULEIS, SWICS и SWEPAM, установленных на КА ACE. Результаты данной работы показывают, что надтепловые ионы из корональных дыр являются ионами максвелловского солнечного ветра, ускоренными на Солнце и/или в межпланетном пространстве и образующими высокоэнергичный вклад в ионы солнечного ветра (надтепловой “хвост” в энергетическом распределении ионов солнечного ветра). Энергетические спектры ускоренных ионов “хвоста” имеют разную зависимость от энергии, что говорит о различных механизмах их ускорения. Связь интенсивности надтепловых ионов со скоростью солнечного ветра свидетельствует об эффективности ускорения ионов максвелловского солнечного ветра.

Об авторах

М. А. Зельдович

Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына МГУ
им. М.В. Ломоносова

Email: ms.zeldovich@mail.ru
Россия, Москва

Ю. И. Логачев

Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына МГУ
им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: ms.zeldovich@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Neugebauer M., Snyder C.W. Solar Plasma Experiment // Science. 1962. V. 138. P. 1095–1097. https://doi.org/10.1126/science.138.3545.1095-a
  2. Neugebauer M., Snyder C.W. Mariner 2 Observations of the Solar Wind: 1. Average Properties // J. Geophys. Res. 1966. V. 71. P. 4469–4484. https://doi.org/10.1029/jz071i019p04469
  3. Gosling J., Pizzo V. Formation and Evolution of Corotating Interaction Regions and Their Three Dimensional Structure // Space Sci. Rev. 1999. V. 89. P. 21–52. https://doi.org/10.1023/a:1005291711900
  4. Barnes C.W., Simpson J.A. Evidence for interplanetary acceleration of nucleons in corotating interaction regions // Astrophysical Journal. 1976. L. 210. 91B. https://doi.org/10.1086/182311
  5. McComas D.J., Bame S.J., Barraclough B.L. et al. Ulysses Return to the Slow Solar Wind // Geophys.Res. Lett. 1998. V. 25. P. 1–4. https://doi.org/10.1029/97gl03444
  6. Marsden R.G. Ulysses Explores the South Pole of the Sun // ESA Bulletin. 1995. № 82. P. 48–55.
  7. Тверской Б.А. Перенос и ускорение заряженных частиц в магнитосфере Земли // Геомагнетизм и аэрономия. 2008. С. 751–758.
  8. Тверской Б.А. Динамика радиационных поясов Земли. Москва. Наука. 1968.
  9. Fisk L.A., Gloeckler G. Acceleration and Composition of Solar Wind Suprathermal Tails // Space Sci. Rev. 2007. V. 130. P. 153. https://doi.org/10.1007/s11214-007-9180-8
  10. Cohen C.M.S., Christian E.R., Cummings A.C. et al. Energetic Particle Increases Associated with Stream Interaction Regions // The Astrophysical Journal Supplement Series. 2020. V. 246. № 2. P. 10. https://doi.org/10.3847/1538-4365/ab4c38
  11. Ebert R.W., Dayeh M.A., Desai M.I., Mason G.M. Corotating Interaction Region Associated Suprathermal Helium Ion Enhancements at 1 AU: Evidence for Local Acceleration at the Compression Region Trailing Edge // Astrophysical J. 2012. V. 749. № 1. P. 73–86. https://doi.org/10.1088/0004-637X/749/1/73
  12. Bucık R., Innes D.E., Mall U. et al. Multi-Spacecraft Observations of Recurrent 3he-Rich Solar Energetic Particles // Astrophysical Journal. 2014. V. 786. P. 71–83. https://doi.org/10.1088/0004-637X/786/1/7
  13. Bucık R., Innes D.E., Mall U. et al. Multi-Spacecraft Observations of Recurrent 3he-Rich Solar Energetic Particles // Статья архив. 2018. arXiv:1403.4856v1 [astro-ph.SR].
  14. Viall N.M., DeForest C.E., Kepko L. Mesoscale Structure in the Solar Wind // Front. Astron. Space Sci. 2021. V. 8. https://doi.org/10.3389/fspas.2021.735034
  15. Зельдович М.А., Логачев Ю.И., Сурова Г.М. и др. Надтепловые ионы в потоках солнечного ветра из корональных дыр на 1 а.е. // Астрон. журн. 2016. Т. 93. С. 675.
  16. Zeldovich M.A., Kecskeméty K., Logachev Yu.I. Suprathermal Ions from Coronal Holes at 1 AU in Solar Cycles 23 and 24: Dependence of ion abundances on solar wind speed // 2021. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. V. 502. № 2. P. 2961–2969.
  17. Lepri S.T., Landi E., Zurbuchen T.H. Solar Wind Heavy Ions Over Solar Cycle 23: Ace/Swics Measurements // Astrophysical Journal. 2013. V 768. № 1. P. 94–107. https://doi.org/10.1088/0004-637X/768/1/94
  18. Zel’dovich M.A., Ishkov V.N., Logachev Yu.I., Kecskemety K. Ion abundances of low-energy quiet period particle fluxes at 1 AU // Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 2011. V. 75. № 6. P. 776.
  19. Зельдович М.А., Логачев Ю.И., Сурова Г.М. Энергетические спектры и относительное содержание ионов C, O и Fe на 1 а.е. при спокойном Солнце // Астрон. журн. 2011. Т. 88. № 2. С. 409.
  20. Zeldovich M.A., Logachev Yu.I., Surova G.M., Kecskemety K. Suprathermal Ions in Quiescent Periods at 1 AU in the 23rd and 24th Solar-Activity Cycles // Astronomy Reports. 2014. V 58. № 6. P 399-405. https://doi.org/10.1134/S1063772914050072
  21. Зельдович М.А., Логачев Ю.И. надтепловые ионы 4He, O и Fe НА 1 а. е. В спокойное время в 2006–2012 гг. // Известия РАН. Серия физическая. 2017. Т. 81. № 2. С. 159–161. https://doi.org/10.7868/S0367676517020478
  22. Зельдович М.А., Логачев Ю.И., Кечкемети К. Временные вариации потоков надтепловых ионов и их относительное содержание на 1 а.е. в 1998-2017 // Астрономический Журнал. 2019. Т. 96. № 6. С. 523–528. https://doi.org/10.1134/S0004629919060070
  23. Lee C.O., Luhmann J.G., de Pater I. et al. Organization of Energetic Particles by the Solar Wind Structure During the Declining to Minimum Phase of Solar Cycle 23 // Solar Phys. 2010. V. 263. P. 239–261. https://doi.org/10.1007/s11207-010-9556-x
  24. Zhao L., Landi E., Fisk L.A. et al. The coherent relation between the solar wind proton speed and O7+/O6+ ratio and its coronal sources // AIP Conference Proceedings. 2016. V. 1720. 020007. https://doi.org/10.1063/1.4943808
  25. Fisk L.A., Lee M.A. Shock acceleration of energetic particles in corotating interaction regions in the solar wind // Astrophysical Journal. 1980. Part 1. V. 237. P. 6. https://doi.org/10.1086/157907
  26. Fisk L.A., Gloeckler G. Particle Acceleration in the Heliosphere: Implications for Astrophysics // Space Science Reviews. 2012. V. 173. № 1–4. P. 433–458. https://doi.org/10.1007/s11214-012-9899-8
  27. Fisk L.A., Gloeckler G. The case for a common spectrum of particles accelerated in the heliosphere: Observations and theory // Journal of Geophysical Research: Space Physics. 2014. V. 119. № 11. P. 8733–8749.https://doi.org/10.1002/2014JA020426

Дополнительные файлы


© М.А. Зельдович, Ю.И. Логачев, 2023