Гамма-излучение солнечных вспышек и характеристики ускоренных частиц

• Автор: Ковальцов, Геннадий Анатольевич
• Шифр специальности: 01.00.00
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 143 c. : ил

Содержание стд^
ГЛАВА I - ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ В АТМОСФЕРЕ СОЛНЦА И ГЕНЕРАЦИЯ
$ -ИЗЛУЧЕНИЯ
§ 1.1 - История вопроса
§ 1.2 - Состав солнечной атмосферы. Энергетический
спектр и состав СКЛ
§ 1.3 - Генерация #-излучения в солнечных вспышках
ГЛАВА 2 - ВРЕМЕННОЙ ХОД # -ИЗЛУЧЕНИЯ И ТОРМОЖЕНИЕ ЧАСТИЦ
В СОЛНЕЧНОЙ АТМОСФЕРЕ
§ 2.1 - Сравнение источников жёсткого излучения вспышек
§ 2.2 - Расчёт временного хода жёсткого излучения
вспышки при торможении ускоренных частиц в солнечной атмосфере
§ 2.3 « Временной ход #-излучения и связь между ускорением электронов И ядер ВО вспышке
ГЛАВА 3 - ХАРАКТЕРИСТИКИ УСКОРЕННЫХ ЧАСТИЦ В СОЛНЕЧНОЙ
АТМОСФЕРЕ. УСКОРЕНИЕ ЧАСТИЦ ВО ВСПЫШКАХ И СОЛНЕЧНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ
§ 3.1 - Определение спектров ускоренных протонов в источнике # -излучения
§ 3.2 - Связь спектров ускоренных протонов и релятивистских электронов в атмосфере Солнца
§ 3.3 - Гамма-излучение солнечных вспышек и потоки солнечных космических лучей в межпланетном пространстве
§ 3.4 - Генерация нейтрино в солнечных вспышках
ГЛАВА 4 - ГЕНЕРАЦИЯ ВТОРИЧНЫХ ИЗОТОПОВ ВО ВСПЫШКАХ И
ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ АТМОСФЕРЫ СОЛНЦА
§ 4.1 - Содержание радиоизотопов в солнечном ветре и
поток #«излучения в линиях от спокойного Солнца
- 3 ~

§ 4.2 - Генерация лёгких элементов во вспышках
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Одной из важнейших задач современной астрофизики является исследование наиболее ярких проявлений солнечной активности -- солнечных вспышек. Энергетика вспышек определяется быстрой
ОО О Р
трансформацией части энергии магнитного поля (10-10 эрг) в тепловую и механическую энергию плазмы, а .также в энергию ускоренных частиц. Вспышка является совокупностью большого числа физических процессов, генетически связанных между ообой, что обуславливает сложность картины явления в целом и трудность его : изучения. Солнечная вспышка наблюдается как всплеск электромагнитного излучения в широком диапазоне длин волн (от декамет-ровых радиоволн до #-излучения), генерированного горячей плазмой и ускоренными частицами. Энергичные частицы, выходящие в межпланетное пространство из солнечной атмосферы, образуют потоки солнечных космических лучей (СКЛ).
Наблюдения электромагнитного излучения вспышек и СКЛ позволяют изучать процессы, происходящие в солнечной атмосфере во время вспышек. В результате многолетних исследований доотигнут значительный прогресс в понимании природы вспышечного явления. Однако целый ряд важных вопросов не решён. Не установлен конкретный механизм превращения магнитной энергии в тепловую и механическую энергию плазмы, энергию ускоренных частиц. Неизвестны локализация и размер области ускорения частиц, механизм ускорения. Не решена проблема формирования энергетического спектра и состава СКЛ. Решение этих вопросов принципиально важно не только для физики Солнца, но и в целом для астрофизики, так как процессы конвероии магнитной энергии и ускорения чаотиц характерны для многих космичеоких объектов. С другой стороны много-

импульса излучения уже нельзя пренебрегать размерами области торможения частиц, как это делалось в выражениях (2.12, 2.13), так как £ становится сравнимой с размерами нижней хромосферы и фотосферы, где, как полагалось, тормозятся частицы. Поэтому, при расчёте формы импульса минимальной длительности требуется учитывать распределение плотности в солнечной атмосфере, что существенно усложняет задачу. Однако, оценку длительности импульса получить легко. За минимальную высоту области ускорения можно принять высоту переходного слоя в спокойной атмосфере Ь ~ 2*10^ км [85]. Излучение в Й'-линиях снятия возбуждения ядер эффективно генерируется протонами с энергией Е ~ 10 МэВ. Тогда максимум излучения будет задержан по отношению ко времени инжекции на Ь ДГ (Е) ^50 мс. Таким образом, временные
детали в излучении в -линиях не должны быть меньше 2? 50 мс, что сравнимо с тонкой временной структурой жёсткого рентгеновского излучения вспышек.
§ 2.3. Временной ход ^-излучения и связь между ускорением
электронов и ядер во вспышке
Вопрос о временной связи между ускорением электронов различных энергий и ядер является одним из основных в проблеме ускорения частиц во вспышках. До недавнего времени господствовало представление о наличии двух фаз ускорения частиц (см., например, [71, 86, 87] ). На первой, импульсной фазе ускоряются только электроны до энергий в сотни кэВ. Эти электроны генерируют радиовсплески третьего типа, импульсные всплески рентгеновского излучения с энергией излучения до сотен кэВ и микроволновые всплески. Нерелятивистские электроны, наолюдающиеся в межпланетном пространстве во время вспышек, ускоряются на этой фазе. Вторая фаза ускорения