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 Доступ платный или 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