Солнечные вспышки в мягком рентгене, зарегистрированные в эксперименте «Коронас-Ф»

Спектрометр РПС -1 на борту ИСЗ « Коронас - Ф » регистрировал солнечный рентген в диапазоне 3–31.5 кэВ с помо щью детектора из теллурида кадмия . В статье представлены описание прибора и некоторые результаты наблюдения слабых солнечных вспышек .

The spectrometer RPS-1 aboard Coronas-F has measured the solar X rays in the range of 3–31.5 keV using a detector made from CdTe. In the paper, we describe the instrument and some results of the observation on weak solar flares.

Спектрометр РПС -1

Детектор на основе CdTe [1], примененный впер вые в эксперименте на ИСЗ , имеет высокую эффек тивность регистрации и радиационную стойкость , не обходимую в длительных экспериментах в космосе . Площадь детектора – 46 мм ², толщина – 1.4 мм ; рабо чее напряжение 100 В ; энергетическое разрешение – 0.88 кэВ (13.87 кэВ Am²⁴¹), потребление – 8.5 Вт , масса – 1.8 кг . Ширина первых 12 каналов (3–9 кэВ ) – 0.5 кэВ ; следующих 12 – 1 кэВ , последних 8 (21– 31.5 кэВ ) – 1.3 кэВ . Время набора спектра в 32 ка налах – 16 с .

Типы событий

На рис . 1 показаны вариации скорости счета , вы званные серией слабых вспышек класса В и прохо ждением радиационного пояса Земли 2 мая 2005 г . на 21165- м обороте спутника . Цифры около пиков кривой для энергий 3–5 кэВ указывают интенсивности излучения в максимуме развития вспышек в 10^–7 Вт / м ². Временные профили вспышек также ясно видны на кривой для 5–8 кэВ . Счет в канале 8–16 кэВ невы сок , он виден на рисунке , но не отмечен . Все вспышки произошли в одной активной области с координатами S08 E83 или вблизи нее . Магнито сферные события представляют интерес для изуче ния потоков высыпающихся частиц с энергиями в несколько кэВ и их пространственного распределе ния , что также важно для обеспечения радиацион ной безопасности аппаратуры снаружи ИСЗ и ис следования солнечно - земных связей .

Временные и спектральные характеристики вспышек

Регистрируемые вспышки обладают специфиче скими временными и спектральными характеристи ками . На рис . 2 представлено несколько событий , зарегистрированных 13 октября 2004 г . Первая вспышка соответствует слабой вспышке B1.0, заре гистрированной GOES. Два последующих увеличе ния также зарегистрированы GOES, но не вошли в каталог . Максимальные скорости счета в каналах 3– 5 и 5–8 кэВ для первого и третьего событий ( момен ты 2 и 5) и их спектры одинаковы . Поэтому третье событие мы также идентифицировали как вспышку класса В 1.0. Второе событие с меньшей амплитудой может быть отнесено к классу А с максимальной мощ ностью 10^–7 Вт / м ². Хорошее спектральное разрешение прибора дает возможность определения температуры

Рис . 2. Временные профили в каналах 3–5, 5–8 кэВ и спектры в точках 1–5 трех вспышек , зарегистрированных 13.10.2004 г .

Рис . 1. Скорости счета РПС -1 на витке орбиты 21165, 02.05.2005 г . Серия солнечных вспышек класса В и реак ция прибора на прохождение через районы РПЗ .

Рис . 3. Сравнение спектров на рис . 2 с моделью

CHIANTI 5.2.

Рис . 4. Временные профили в каналах 3–5, 5–8, 8–16 кэВ и спектры в точках 1–3 вспышки класса В 7.6, зарегистри рованной 21.08.2003 г .

Рис . 6. Временные профили в каналах 3–5, 5–8, 8–16 кэВ и спектры в точках 1–3 вспышки класса C2.1 08.11.2005 г .

Рис . 5. Временные профили в каналах 3–5, 5–8, 8–16 кэВ и спектры в точках 1–3 вспышки класса В 9.5, зарегистри рованной 02.05.2005 г .

в источнике прямым сравнением формы спектра с мо делями . Например , с CHIANTI 5.2, как это показано на рис . 3.

На рис . 4 представлены временной профиль и спектры мощной зарегистрированной вспышки класса B7.6 21 августа 2003 г . Вспышка развивалась на уров не более интенсивного и жесткого рентгеновского фо на и имела характерный продолжительный спад и бо лее жесткий спектр по сравнению со вспышкой на рис . 2. Вспышка класса В 9.5 ( рис . 5) зарегистриро вана 2 мая 2005 г . при довольно низком уровне фона . Начало , максимум и конец вспышечного возрастания отмечены по данным GOES ( моменты 1, 3 и 4). Еще .

более мощная вспышка класса C1.2 с максимальной энергией 1.2·10^–6 Вт / м ² ( рис . 6) зарегистрирована 8 ноября 2005 г . при довольно низком уровне фона . На блюдались два максимума во временном профиле вспышки . Спектр во втором максимуме более жест кий , чем в первом . Более энергичный рентген с энер гией 8–16 кэВ пришел с опозданием на 1 мин после начала вспышки . Во втором максимуме более энер гичные кванты появились у Земли практически одно временно .

Заключение

В эксперименте на « Коронас - Ф » прибором РПС -1 получены детальные спектральные и временные ха рактеристики слабых вспышек в мягком рентгене , по зволяющие исследовать динамику температуры в ис точнике . Жесткость спектра в максимуме вспышки и интенсивность фона растут с увеличением класса вспышки и уровня солнечной активности . Вблизи мак симума активности интенсивность фонового излуче ния увеличивалась более чем на порядок , а макси мальная энергия возрастала от 6 до 20 кэВ . Стабиль ность функционирования прибора в течение четырех лет жизни КА показывает , что этот тип детектора мо жет быть использован для долговременного монито ринга Солнца и других источников .