О корреляции околоземных протонных возрастаний >100 МэВ с параметрами солнечных микроволновых всплесков

О корреляции околоземных протонных возрастаний >100 МэВ с параметрами солнечных микроволновых всплесков

Автор: Гречнев В.В., Киселев В.И., Мешалкина Н.С., Черток И.М.

Журнал: Солнечно-земная физика @solnechno-zemnaya-fizika

Статья в выпуске: 3 т.3, 2017 года.

Бесплатный доступ

Анализируются соотношения между различными комбинациями максимумов потоков и флюенсов солнечных микроволновых всплесков, записанных радиополяриметрами в Нобеяме на частоте 35 ГГц в 1990-2015 гг., и соответствующими параметрами протонных возрастаний с энергиями выше 100 МэВ, превышавших 0.1 pfu, зарегистрированных в околоземном пространстве мониторами GOES. Установлено, что наиболее высока корреляция между флюенсами протонов и микроволнового излучения. Этот факт отражает зависимость полного числа протонов от общей продолжительности процесса их ускорения. В событиях с мощными вспышками коэффициенты корреляции флюенсов протонов с флюенсами микроволнового и мягкого рентгеновского излучения выше, чем со скоростями КВМ. Результаты указывают на статистически больший вклад вспышечных процессов в ускорение высокоэнергичных протонов. Ускорение на ударных волнах оказывается менее значимым на высоких энергиях в событиях, связанных с мощными вспышками, хотя его вклад, вероятно, преобладает в более слабых событиях. Показано, что вероятность протонного возрастания прямо зависит от максимума потока и длительности микроволнового всплеска, что может быть использовано для диагностики протонных возрастаний по данным мониторинга микроволнового излучения

Еще

Протонные события, солнечные вспышки, радиоизлучение

Короткий адрес: https://sciup.org/142103650

IDR: 142103650   |   УДК: 523.98   |   DOI: 10.12737/szf-33201701

Correlation of near-earth proton enhancements >100 MeV with parameters of solar microwave bursts

We analyze the relations between various combinations of peak fluxes and fluences of solar microwave bursts at 35 GHz recorded with the Nobeyama Radio Polarimeters during 1990-2015, and corresponding parameters of proton enhancements with E >100 MeV exceeding 0.1 pfu registered by GOES monitors in near-Earth environment. The highest correlation has been found between the microwave and proton fluences. This fact reflects a dependence of the total number of protons on the total duration of the acceleration process. In the events with strong flares, the correlation coefficients of proton fluences with microwave and soft X-ray fluences are higher than those with speeds of coronal mass ejections. The results indicate a statistically larger contribution of flare processes to acceleration of high-energy protons. Acceleration by shock waves seems to be less important at high energies in events associated with strong flares, although its contribution probably prevails in weaker events. The probability of a detectable proton enhancement was found to directly depend on the peak flux and duration of the microwave burst, that can be used for diagnostics of proton enhancements based on microwave observations.

Еще

Список литературы О корреляции околоземных протонных возрастаний >100 МэВ с параметрами солнечных микроволновых всплесков

  • Акиньян С.Т., Фомичев В.В., Черток И.М. Оценки интенсивности солнечных потоков протонов по интегральным параметрам микроволновых радиовсплесков//Геомагнетизм и аэрономия. 1978. Т. 18. С. 577-582.
  • Веселовский И.С., Панасюк М.И., Авдюшин С.И. и др. Солнечные и гелиосферные явления в октябре-ноябре 2003 г.: причины и следствия//Космические исследования 2004. Т. 42. С. 435-488. 46229.24716.02 DOI: 10.1023/B:COSM.00000
  • Веселовский И.С., Мягкова И.Н., Яковчук О.С. Динамика энергетических спектров солнечных протонных событий в 23-м солнечном цикле//Астрон. вестник. 2012. Т. 46, № 3. С. 235-258 DOI: 10.1134/S0038094612030033
  • Дайбог Е.И., Курт В.Г., Логачев Ю.И. и др. Коэффициент выхода электронов, генерированных в солнечных вспышках//Изв. АН СССР. Сер. физическая. 1987. Т. 51, № 10. С. 1825-1827.
  • Мирошниченко Л.И., Вашенюк Э.В., Перес-Пераса Х.A. Солнечные космические лучи: 70 лет наземных наблюдений//Геомагнетизм и аэрономия. 2013. Т. 53, № 5. С. 579-600 DOI: 10.7868/S001679401305012X
  • Черток И.М., Гречнев В.В., Мешалкина Н.С. О соотношении спектров микроволновых всплесков на Солнце и потоков протонов у Земли//Астрон. журнал. 2009. Т. 86, № 11. С. 1133-1144.
  • Aschwanden M.J. GeV particle acceleration in solar flares and ground level enhancement (GLE) events//Space Sci. Rev. 2012. V. 171, iss. 1-4. P. 3-21 DOI: 10.1007/s11214-011-9865-x
  • Bazilevskaya G.A. On the early phase of relativistic solar particle events: are there signatures of acceleration mechanism?//Adv. Space Res. 2009. V. 43. P. 530-536. DOI: 10.1016/j.asr.2008.08.005.
  • Belov A. Properties of solar X-ray flares and proton event forecasting//Adv. Space Res. 2009. V. 43, iss. 4. P. 467-473 DOI: 10.1016//j.asr.2008.08.011
  • Chertok I.M. On the correlation between the solar gamma-ray line emission, radio bursts and proton fluxes in the interplanetary space//Astron. Nachr. 1990. V. 311. P. 379-381 DOI: 10.1002/asna.2113110618
  • Chertok I.M. Post-eruption particle acceleration in the corona: a possible contribution to solar cosmic rays//24th International Cosmic Ray Conference. 1995. V. 4. P. 78.
  • Cliver E.W., Forrest D.J., Cane H.V., et al. Solar flare nuclear gamma-rays and interplanetary proton events//Astrophys. J. 1989. V. 343. P. 953-970 DOI: 10.1086/167765
  • Croom D.L. Solar microwave bursts as indicators of the occurrence of solar proton emission//Solar Phys. 1971. V. 19. P. 152-170 DOI: 10.1007/BF00148831
  • Daibog E.I., Melnikov V.F., Stolpovskii V.G. Solar energetic particle events from solar flares with weak impulsive phases of microwave emission//Solar Phys. 1993. V. 144. P. 361-372 DOI: 10.1007/BF00627600
  • Desai M., Giacalone J. Large gradual solar energetic particle events//Living Rev. Solar Phys. 2016. V. 13. P. 3-132 DOI: 10.1007/s41116-016-0002-5
  • Dierckxsens M., Tziotziou K., Dalla S., et al. Relationship between solar energetic particles and properties of flares and CMEs: statistical analysis of solar cycle 23 events//Solar Phys. 2015. V. 290. P. 841-874 DOI: 10.1007/s11207-014-0641-4
  • Gopalswamy N., Xie H., Akiyama S., et al. Major solar eruptions and high-energy particle events during solar cycle 24//Earth, Planets and Space. 2014. V. 66, article id. 104. 15 p DOI: 10.1186/1880-5981-66-104
  • Gopalswamy N., Mäkelä P.A., Akiyama S., et al. Large solar energetic particle events associated with filament eruptions outside of active regions//Astrophys. J. 2015. V. 806, iss. 1, article id. 8. 15 p DOI: 10.1088/0004-637X/806/1/8
  • 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: 10.1007/s11207-008-9245-1
  • Grechnev V.V., Kiselev V.I., Uralov A.M., et al. An updated view of solar eruptive flares and the development of shocks and CMEs: history of the 2006 December 13 GLE-productive extreme event//Publ. Astron. Soc. Japan. 2013a. V. 65, iss. sp1, S9 DOI: 10.1093/pasj/65.sp1.S9
  • Grechnev V.V., Meshalkina N.S., Chertok I.M., Kiselev V.I. Relations between strong high-frequency microwave bursts and proton events//Publ. Astron. Soc. Japan. 2013b. V. 65, iss. sp1, S4 DOI: 10.1093/pasj/65.sp1.S4
  • Grechnev V.V., Kiselev V.I., Meshalkina N.S., Chertok I.M. Relations between microwave bursts and near-Earth high-energy proton enhancements and their origin//Solar Phys. 2015a. V. 290, iss. 10. P. 2827-2855. DOI 10.1007/s11207-015-0797-6.
  • Grechnev V.V., Uralov A.M., Kuzmenko I.V., et al. Responsibility of a filament eruption for the initiation of a flare, CME, and blast wave, and its possible transformation into a bow shock//Solar Phys. 2015b. V. 290, iss. 1. P. 129-158 DOI: 10.1007/s11207-014-0621-8
  • Grechnev V.V., Uralov A.M., Kiselev V.I., Kochanov A.A. The 26 December 2001 solar eruptive event responsible for GLE63. II. Multi-loop structure of microwave sources in a major long-duration flare//Solar Phys. 2017. V. 292, iss. 1. article id. 3. 27 p DOI: 10.1007/s11207-016-1025-8
  • Isaeva E.A., Melnikov V.F., Tsvetkov L.I. Dependence of the SCR proton flux estimate on radio burst parameters//Bull. Crimean Astrophys. Obs. 2010. V. 106. P. 26-30 DOI: 10.3103/S0190271710010043
  • Kahler S.W. The role of the big flare syndrome in correlations of solar energetic proton fluxes and associated microwave burst parameters//J. Geophys. Res. 1982. V. 87. P. 3439-3448 DOI: 10.1029/JA087iA05p03439
  • Kallenrode M.-B. Current views on impulsive and gradual solar energetic particle events//J. Phys. G. 2003. V. 29, iss. 5. P. 965-981.
  • Klein K.-L., Chupp E.L., Trottet G. Flare-associated energetic particles in the corona and at 1 AU//Astron. Astrophys. 1999. V. 348. P. 271-285.
  • Klein K.-L., Masson S., Bouratzis C., et al. The relativistic solar particle event of 2005 January 20: origin of delayed particle acceleration//Astron. Astrophys. 2014. V. 572, id. A4. 8 p DOI: 10.1051/0004-6361/201423783
  • Lario D., Aran A., Decker R.B. Major solar energetic particle events of solar cycles 22 and 23: intensities close to the streaming limit//Solar Phys. 2009. V. 260, iss. 2. P. 407-421 DOI: 10.1007/s11207-009-9463-1
  • Lario D., Aran A., Gómez-Herrero R., et al. Longitudinal and radial dependence of solar energetic particle peak intensities: STEREO, ACE, SOHO, GOES, and MESSENGER observations//Astrophys. J. 2013. V. 767. P. 41-59. DOI: 10.1088/0004-637X/767/1/41.
  • Livshits M.A., Belov A.V. When and where are solar cosmic rays accelerated most efficiently?//Astron. Rep. 2004. V. 48. P. 665-677 DOI: 10.1134/1.1787069
  • Logachev Yu.I., Bazilevskaya G.A., Vashenyuk E.V., et al. Catalogue of Solar Proton Events in the 23rd Cycle of Solar Activity (1996-2008)/Ed. Yu.I. Logachev, ESDB repository. Moscow: Geophysical Center RAS, 2016. 740 р DOI: 10.2205/ESDB-SAD-P-001
  • Melnikov V.F., Podstrigach T.S., Dajbog E.I., Stolpovskij V.G. Nature of the relationship between the fluxes of solar cosmic ray electrons and protons and the parameters of microwave bursts//Cosm. Res. 1991. V. 29, N 1. P. 87-94.
  • Nakajima H., Sekiguchi H., Sawa M., et al. The radiometer and polarimeters at 80, 35, and 17 GHz for solar observations at Nobeyama//Publ. Astron. Soc. Japan. 1985. V. 37, N 1. P. 163-170.
  • Reames D.V. Solar release times of energetic particles in ground-level events//Astrophys. J. 2009. V. 693. P. 812-821 DOI: 10.1088/0004-637X/693/1/812
  • Reames D.V. The two sources of solar energetic particles//Space Sci. Rev. 2013. V. 175, iss. 1-4. P. 53-92. DOI: 10.1007/s11214-013-9958-9.
  • Sladkova A.I., Bazilevskaya G.A., Ishkov V.N., et al. Catalogue of Solar Proton Events 1987-1996. Moscow: Moscow University Press, 1998. 247 р.
  • Trottet G. E., Samwel S., Klein K.-L., et al. Statistical evidence for contributions of flares and coronal mass ejections to major solar energetic particle events//Solar Phys. 2015. V. 290, iss. 3. P. 819-839 DOI: 10.1007/s11207-014-0628-1
  • URL: http://solar.nro.nao.ac.jp/norp/html/event (дата обращения 10 марта 2017 г.).
  • URL: ftp://ftp.swpc.noaa.gov/pub/warehouse (дата обращения 10 марта 2017 г.).
  • URL: http://www.wdcb.ru/stp/data/SPE (дата обращения 10 марта 2017 г.).
  • URL: http://solar.nro.nao.ac.jp/norh (дата обращения 10 марта 2017 г.).
  • URL: http://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list (дата обращения 10 марта 2017 г.).
  • URL: http://lasco-www.nrl.navy.mil/daily_mpg (дата обращения 10 марта 2017 г.).
  • URL: http://cdaw.gsfc.nasa.gov/stereo/daily_movies (дата обращения 10 марта 2017 г.).
  • URL: http://sdo.gsfc.nasa.gov/data/aiahmi (дата обращения 10 марта 2017 г.).
  • URL: http://iszf.irk.ru/~grechnev/papers/protons_micro-wa-ves/Table.htm (дата обращения 10 марта 2017 г.).
  • URL: ftp://solar-pub.nao.ac.jp/pub/nsro/norp/xdr (дата обращения 10 марта 2017 г.).
  • URL: http://satdat.ngdc.noaa.gov/sem/goes/data/new_avg (дата обращения 10 марта 2017 г.).
Еще
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp