Алматы, Казахстан
Алматы, Казахстан
Иркутск, Россия
Рассмотрены характеристики длительных потоков гамма-излучения с энергиями квантов >100 МэВ на разных стадиях вспышечных событий. Для анализа использовались данные наблюдений с временным разрешением 1 мин на космическом аппарате Fermi с помощью Large Area Telescope (LAT). Подтвержден наиболее вероятный процесс возникновения гамма - квантов высоких энергий на импульсной фазе вспышек (6 событий). Ускорение частиц, возникающих в результате вспышечного энерговыделения (при диссипации токового слоя), происходит при взаимодействии с фронтом ударной волны коронального выброса массы (КВМ), который одновременно развивается в той же активной области. Ядерные взаимодействия ускоренных протонов (>500 МэВ) c ионами плазмы приводят в дальнейшем к возникновению высокоэнергичных квантов гамма-излучения. Установлено, что взаимодействие вспышечного потока и высокоскоростного КВМ на импульсной фазе вспышки происходит в довольно ограниченных временных интервалах — от 2 до 16 мин. В рассмотренных событиях зарегистрирована непосредственная связь между максимальными значениями потоков гамма-излучения F max (γ > 100 МэВ) и скоростью КВМ. Для импульсных фаз вспышек характерны высокие максимальные значения потоков гамма-излучения F max (γ > 100 МэВ) = 3.5·10⁻⁴–1.3·10⁻² cм⁻² с⁻¹. При этом значение F max (γ > 100 МэВ) =0.013 cм⁻² с⁻¹ оказалось самым высоким для событий, наблюдавшихся на Fermi/LAT с 2008 по 2017 г. В процессе эволюции КВМ, движущихся со сверхзвуковой скоростью в короне Солнца, образуются ударные волны, которые являются основными энергетическими источниками ускоренных частиц на главной стадии длительных вспышек. Однако в некоторых случаях влияние ударных волн на ускорение частиц оказывается наибольшим на кратковременной импульсной фазе вспышки. С целью выявления параметров, которые могут оказывать наибольшее влияние на генерацию высокоэнергичного гамма-излучения, было проведено их сопоставление для 17 вспышечных событий. Наиболее значимым параметром оказался интервал времени совместного действия вспышечного процесса и ударных волн КВМ. Установлено, что при одновременном развитии вспышечного процесса и сопровождающего вспышку КВМ происходит наиболее эффективное ускорение частиц, приводящее к появлению максимальных потоков высокоэнергичных гамма - квантов. В процессе эволюции КВМ, движущихся со сверхзвуковой скоростью в короне Солнца, образуются ударные волны, которые являются основными энергетическими источниками ускоренных частиц на главной стадии длительных вспышек. Однако в некоторых случаях влияние ударных волн на ускорение частиц оказывается наибольшим на кратковременной импульсной фазе вспышки. С целью выявления параметров, которые могут оказывать наибольшее влияние на генерацию высоко энергичного гамма-излучения, было проведено их сопоставление для 17 вспышечных событий. Наиболее значимым параметром оказался интервал времени совместного действия вспышечного процесса и ударных волн КВМ. Установлено, что при одновременном развитии вспышечного процесса и сопровождающего вспышку КВМ происходит наиболее эффективное ускорение частиц, приводящее к появлению максимальных потоков высокоэнергичных гамма-квантов.
вспышки, корональные выбросы массы, ускорение частиц, гамма-излучение
1. Алтынцев А.Т., Банин В.Г., Куклин Г.В., Томозов В.М. Солнечные вспышки. М.: Наука, 1982. 246 с.
2. Курт В.Г., Юшков Б.Ю., Кудела К., Галкин В.И. Высокоэнергичное гамма-излучение солнечных вспышек как индикатор ускорения частиц высоких энергий // 31-я Всероссийская конференция по космическим лучам. Москва, МГУ, 2010. С. 1-5.
3. Лившиц М.А. Солнечные вспышки: результаты наблюдений и газодинамические процессы // Плазменная гелиогеофизика: в 2-х т. М.: Наука, 2008. Т. 1. С. 60-81.
4. Прист Э.Р., Форбс Т. Магнитное пересоединение. Магнитогидродинамическая теория и приложения. М.: Физматлит, 2005. 591 с.
5. Ackermann M., Allafort A., Baldini L., et al. Fermi-LAT observations оf high-energy behind-the-limb solar flares // arXiv:1702.00577v1 [astro-ph.SR] 2 Feb 2017. 14 р.
6. Akimov V.V., Afanassyev V.G., Belousov A.S., et al. Observation of high energy gamma rays from the Sun with the GAMMA-1 telescope (E > 30 MeV) // Proc. 22nd ICRC. 1991. V. 3. P. 73-76.
7. Golovko A.A., Kuklin G.V., Mordvinov A.V., Tomozov V.M. The role of shear motions in the production of a preflare situation // Contributions of the Astronomical Observatory Skalnate Pleso.1986. V. 15. Р. 243-250.
8. Gopalswamy N., Mäkela P., Yashiro S., et al. Interplanetary type II radio bursts from Wind/WAVES and sustained gamma-ray emission from Fermi/LAT: evidence for shock source // Astrophys. J. Lett. 2018. V. 868, L19. 8 p. DOI:https://doi.org/10.3847/2041-8213/aaef36.
9. Gopalswamy N., Mäkela P., Yashiro S., et al. Fermi, Wind and SOHO observations of sustained gamma-ray emission from the Sun // URSI AP-RASC 2019, New Delhi, India, 09-15 March 2019. URL: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1810/1810. 08958. pdf (дата обращения 01.04.2019).
10. Grechnev V.V., Kurt V.G., Chertok I.M., et al. An extreme solar event of 20 January 2005: properties of the flare and the origin of energetic particles // Solar Phys. 2008. V. 252. P. 149-177. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-008-9245-1.
11. Knizhnik K.J., Antiochos S.K., DeVore C.R., Wyper P.F. The mechanism for the energy buildup driving solar eruptive events. // Astrophys. J. Lett. 2017. V. 851, L17. 6 p. DOI:https://doi.org/10.3847/2041-8213/aa9e0a.
12. Li Y., Sun X., Ding M.D., et al. Imaging observations of magnetic reconnection in a solar eruptive flare // Astrophys. J. 2017. V. 835, N 190. 8 p. DOI:https://doi.org/10.3847/1538-4357/835/2/190.
13. Manchester W., Kilpua K.J., Liu Y.D., et al. The physical processes of CME/ICME evolution // Space Sci. Rev. 2017. V. 212. P. 1159-1219. DOI:https://doi.org/10.1007/s11214-017-0394-0.
14. Minasyants G.S., Minasyants T.M., Tomozov V.M. Features of the development of gamma-rays in a solar flare February 25, 2014 // News National Academy RK, Phys.-Math. Ser. 2018. V. 4, N 320. Р. 15-21.
15. Murphy R.J., Dermer C.D., Ramaty R. High-energy processes in solar flares // Astrophys. J. Suppl. 1987. V. 63. P. 721-748.
16. Omodei N., Pesce-Rollins М., Longo F., et al. Fermi-LAT observations of the 2017 September 10th solar flare // arXiv: 1803.07654v1 [astro-ph.HE]. 2018. 6 p.
17. Share G.H., Murphy R.J., Tolbert A.K., et al. Characteristics оf sustained >100 MeV gamma-ray emission associated with solar flares // arXiv:1711.01511v1 [astro-ph.SR]. 2017а. 83 p.
18. Share G.H., Murphy R.J., Tolbert A. K., et al. Characteristics of thirty second-stage >100 MeV γ-ray events accompanying solar flares // ApJS in review, arXiv 1711.01511v1. 2017b. 34 p.
19. Shibata K. Reconnection model of flares. Solar physics with radio observations // Proc. of Nobeyama Symposium. 1998. Р. 381-389. (NRO Report N 479).
20. Somov B.V. Plasma Astrophysics: Reconnection and Flares. New York: Springer, 2013. 504 p. DOI:https://doi.org/10.1016/S027 31177(97)00968-X.
21. Tylka A.J., Share G.H., Dietrich W.F., et al. Solar protons above 500 MeV in the Sun’s atmosphere and in interplanetary space // Report EGU General Assembly, Vienna, Austria 27 April - 02 May 2014. Geophysical Research Abstracts. 2014. V. 16, EGU2014-16847, 41 p.
