关键词:
粒子加速
激波
太阳高能粒子
空间等离子体
摘要:
太阳高能粒子对地球空间环境有着重要影响。太阳高能粒子的扩散激波加速(DSA)是指粒子在激波上下游区域来回散射并多次穿越激波面而获得能量的过程。在本工作中,我们使用ACE飞船在1 AU处的47.0 keV~4.8 MeV高能粒子数据,研究了1998—2014年间1AU附近76个行星际激波的离子加速过程.在所选的60个准垂直(16个准平行)激波事件中,约88.33%(81.25%)、48.33%(43.75%)分别在47.0 keV和4.8 MeV处显示了显著的离子通量增强(J_(D)/J_(A)>1.5),其中J_(D)和J_(A)分别是激波下游和上游的背景太阳风中的离子通量。在我们所考虑的激波参数中,J_(D)/J_(A)(J_(D))均与磁场压缩比r_(B)的正相关性最高。通过统计分析,我们量化了影响高能离子能谱的可能因素。结果表明,在我们所选取的激波和等离子体参数中,激波压缩比r与下游能谱指数s_(E,d)的相关性最弱。这一点与经典的DSA理论预测的能谱指数结果形成鲜明的对比。上游太阳风速度V_(sw)与下游离子能谱指数s_(E,d)的相关性最大,并且s_(E,d)随着上游太阳风速度V_(sw)的变化呈现出类似反比例函数的下降趋势,开始下降快然后变缓。此外,结合其他可能因素的分析,可以看出激波加速离子的能谱是多个因素共同作用的结果,而不是仅依赖于某一个因素。