Перечислите энергетический и массовый спектры солнечных космических лучей.
Солнечными космическими лучами называют ускоренные на Солнце во время вспышек и затем "убежавшие" в межпланетное пространство заряженные частицы: электроны, протоны и ядра более тяжелых элементов, энергия которых заключена в интервале от нескольких десятков кэВ до десятков и сотен МэВ, а иногда и выше. Солнечные космические лучи (СКЛ) интенсивно изучаются уже свыше 50 лет, первое событие в СКЛ зарегистрировано в 1942 г. на уровне Земли. Уже первые наблюдатели отмечали связь потоков СКЛ с солнечными вспышками. Эта связь вполне очевидна для наземных возрастаний СКЛ, которые обычно наблюдаются одновременно или непосредственно после очень больших вспышек. В тех случаях, когда нет явных данных о мощной вспышке на видимой части Солнца, существуют убедительные косвенные свидетельства того, что такая вспышка происходила за солнечным лимбом. Наземными приборами могли быть замечены события в СКЛ огромной мощности.
СПЕКТР СКЛ:
СКЛ, в основном, представляют собой потоки протонов разных энергий. Химический и изотопный Состав ускоренных во вспышках частиц передает состав атмосферы Солнца в области ускорения. Условия, обеспечивающие ускорение частиц во вспышках -возникновение квазистационарного или наведенного электрического поля, реализуются, как правило, в активных областях, где наблюдаются динамические процессы, движения солнечного вещества-плазмы и изменения магнитного поля, т.е. в центрах активности Солнца. Состав атмосферы в центрах активности может значительно отличаться от среднего состава атмосферы Солнца. В очень мощных вспышках появляется большое число энергичных частиц, и обычно предполагают, что ускорение захватывает очень большие объемы солнечной атмосферы, и частично осуществляется ударной волной. В этом случае различные аномалии солнечной атмосферы, относящиеся к области первоначального ускорения, сглаживаются, и состав ускоренных частиц в широком интервале энергий достаточно хорошо передает средний состав атмосферы Солнца. В очень импульсных вспышках область ускорения расположена довольно низко на высотах (4÷10)*10 9 см над уровнем фотосферы или даже в переходном слое. Таким образом, она оказывается значительно меньшей, обладает химическим составом, отличным от среднего, и вещество в ней не полностью ионизовано. Кроме того, механизмы ускорения частиц обладают различной эффективностью для разных частиц и изотопов, в частности, некоторые могут быть более эффективны для изотопа 3Не и некоторых тяжелых ядер.
Спектр СКЛ (здесь солнечных протонов), наблюдаемый в межпланетном пространстве, есть результат процессов их ускорения и распространения на солнце и в межпланетной среде. Для ответа на вопрос, какова форма спектра СКЛ вплоть до максимальных энергий, степенная или экспоненциальная, необходимо знать механизм ускорения или измерять спектр в протонов в источнике. Простое фитирование измеренных интенсивностей солнечных протонов точного ответа дать не может. Механизм ускорения нам не известен, а из наблюдений гамма излучения можно только вычислить модельно зависимые интегральные интенсивности протонов в двух точках спектра с энергией более нескольких десятков и нескольких сотен МэВ. Максимальная интенсивность протонов малых энергий и максимальная энергия протонов обязаны быть ограничены условиями в источнике (концентрация протонов, величина магнитного поля, характерное время, линейный размер). В докладе предполагается сделать оценки максимальной энергии протонов, ускоряемых на Солнце, энергии излома спектра за счет удержания протонов меньших энергий, максимальной интенсивности протонов ~10 МэВ в источнике и межпланетной среде.
-Магнитный спектрометр ПАМЕЛА находится на околоземной орбите с середины 2006 г. Он позволяет измерять потоки солнечных протонов в интервале энергий от ~90 МэВ до нескольких ГэВ. Раньше этот диапазон энергий мог быть перекрыт только с помощью комбинированных измерений на спутниках, баллонах и нейтронных мониторах. К сожалению, за время полета ПАМЕЛЫ произошло только два или три события, сопровождавшихся возрастанием темпа счета наземных нейтронных мониторов (GLE). Тем не менее, было зарегистрировано около 20 событий, в которых достаточно подробно промерен энергетический спектр солнечных протонов до нескольких сотен МэВ. Со стороны малых энергий спектр хорошо стыкуется с данными измерений GOES. Мы пытаемся аппроксимировать полученные спектры разными функциями. Особое внимание уделено высокоэнергичной части спектра, где до сих пор ощущается недостаток наблюдательных данных.