Как солнечные вспышки и выбросы корональной массы создают протонные бури?

Википедия говорит о событиях с солнечными частицами :

Событие солнечных частиц (SPE), или «протонная буря», происходит, когда частицы (в основном протоны), испускаемые Солнцем, ускоряются до очень высоких энергий либо вблизи Солнца во время солнечной вспышки, либо в межпланетном пространстве из-за ударов, связанных с корональными массовые выбросы.

Итак, они, похоже, связаны как с солнечными вспышками, так и с КВМ. И на этой странице в части веб-сайта Центра космических полетов имени Годдарда говорится:

Перегретые электроны от КВМ движутся вдоль силовых линий магнитного поля быстрее, чем может течь солнечный ветер. Перестройка магнитного поля и солнечные вспышки могут привести к образованию ударной волны, ускоряющей частицы перед петлей КВМ.

Так что же такое протонная буря, часть коронального выброса массы, которая была ускорена за пределы остальной части КВМ за счет взаимодействия с солнечной вспышкой? Как это работает?

Раньше я думал, что SPE были CME, сталкивающимися с Землей, но, похоже, это не так, или, по крайней мере, только иногда. В конце концов, зачем два термина, если это одно и то же? Я особенно заинтересован в этом из-за очень изменчивого времени, которое требуется SPE, чтобы достичь Земли. При правильных условиях они движутся почти со скоростью света — один такой был задокументирован в 2005 году . Таким образом, то, как развиваются штормы и как это влияет на их скорость, имеет большое значение для того, как люди и космические корабли должны быть защищены от них.

Как вы думаете, хорошие люди в Astronomy SE могут знать ответ на этот вопрос?
@Rikki-Tikki-Tavi Я пошел, проверил и ничего не нашел. Я мог бы спросить там, но это область, которая пересекается с Space Exploration SE, и, поскольку это действительно то, где я провожу свое время, я спросил здесь. (В какой-то момент я тоже хотел бы провести там время, но не сейчас. Я больше не могу тратить время.)
Терминология здесь немного размыта. Насколько я понимаю, ТПС — это не что иное, как измеренный эффект потока протонов на разных энергетических уровнях, но он может быть вызван рядом причин. Таким образом, если вспышка вызывает ускорение заряженных ионов в КВМ или солнечном ветре, она создаст ударную волну, движущуюся с большей скоростью, чем остальная плотность частиц, которая не пострадала от заряда вспышки или даже замедлилась. Затем это приводит к обнаружению целого ряда частиц с различным уровнем эВ, сначала самой вспышки самого высокого порядка, затем головной ударной волны ускоренной массы КВМ и, в конечном итоге, остальной части КВМ.
Можно ли перенести это в астрономию?
Вы можете найти некоторые из этих ссылок (в этой ссылке) полезными: physics.stackexchange.com/a/549422/59023
Буря частиц — это просто большое увеличение потоков энергичных частиц, которые считаются опасными для космических кораблей и астронавтов. Они возбуждаются либо процессами внутри / вблизи места солнечной вспышки, либо ударной волной перед быстро движущимися ICME.

Ответы (1)

Как солнечные вспышки и выбросы корональной массы создают протонные бури?

Надлежащий ответ на эти вопросы заполняет несколько книг, и все они по-прежнему заканчиваются множеством вопросов, но я попытаюсь дать краткое изложение того, что они говорят.

Во-первых, солнечные вспышки — это просто локализованное усиление электромагнитного (ЭМ) излучения (обычно преобладающего в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах), в то время как корональные выбросы массы (КВМ) — это выброс больших сгустков плазмы из солнечной короны .

Таким образом, солнечная вспышка не генерирует частицы напрямую. Однако процессы, вызывающие солнечную вспышку, например магнитное пересоединение (более подробное объяснение этого явления я написал на https://physics.stackexchange.com/a/559759/59023 ), ускоряют заряженные частицы. Считается, что аналогичные процессы также ответственны за выпуск CME.

КВМ имеет дополнительный механизм ускорения частиц, т. е. ударную волну . Заряженные частицы в космической плазме могут получать энергию от всевозможных процессов, от повторного соединения до ударов и электромагнитных волн (например, см. обсуждение в следующем ответе https://physics.stackexchange.com/a/618127/59023 ).

Вы можете спросить, как удары ускоряют частицы. Я написал несколько подробных ответов на https://physics.stackexchange.com/a/252885/59023 и https://physics.stackexchange.com/a/344703/59023 , но краткий ответ заключается в том, что заряженные частицы контролируются электрическими и магнитные поля и удары в космической плазме имеют как большие количества, так и величины.

Так что же такое протонная буря, часть коронального выброса массы, которая была ускорена за пределы остальной части КВМ за счет взаимодействия с солнечной вспышкой?

Протонная буря - это просто большое усиление (несколько субъективное определение того, что считается большим) в энергичных (от ~ 10 с энергии кэВ до > МэВ) протонов, измеренных космическим кораблем на месте. Они тесно связаны с солнечными энергетическими частицами (SEP) .

Чем они вызваны, зависит от ситуации. Иногда они являются результатом тех же явлений, которые вызвали солнечную вспышку, в то время как в других случаях кажется, что события были вызваны ударом CME.

Как это работает?

См. мои комментарии и ссылки выше об ускорении заряженных частиц.

Раньше я думал, что SPE были CME, сталкивающимися с Землей, но, похоже, это не так, или, по крайней мере, только иногда. В конце концов, зачем два термина, если это одно и то же?

Ну, не стоит так доверять ученым. У нас есть много избыточности в жаргоне по некоторым темам, и требуется много усилий, чтобы свести это на нет, потому что ученые, особенно те, кто старше, которые создали несколько терминов, имеют тенденцию быть упрямыми ;)

Шутки в сторону, Вы правы, что это два разных явления, но часто они связаны общими источниками или одно может быть причиной другого (как я уже говорил выше).

Как солнечные вспышки и выбросы корональной массы создают протонные бури?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v