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悟空号探测到日冕物质抛射导致银河宇宙线电子

admin2024-03-29天文科普人已围观

简介太阳表面剧烈的耀斑事件在行星际环境中会产生大量日冕物质抛射。这些物质抛射释放的磁化等离子体团块能够对银河宇宙线产生遮挡屏障,进而影响地球上观测到的宇宙线流量,引发

太阳表面剧烈的耀斑事件在行星际环境中会产生大量日冕物质抛射。这些物质抛射释放的磁化等离子体团块能够对银河宇宙线产生遮挡屏障,进而影响地球上观测到的宇宙线流量,引发福布斯下降现象。福布斯下降作为探索宇宙线输运及行星际环境的重要手段,以科学家S. Forbush命名。传统研究福布斯下降的手段是通过地面中子监视器,但该方法无法充分获取不同组分粒子的福布斯下降。年至2016年期间的宇宙线正电子福布斯下降进行了观测,但其能量范围限制在10 GeV到100 GeV,无法涵盖“悟空”号的测量范围。因此,“悟空”号探测到的正负电子福布斯下降事件,不仅对研究宇宙线在行星际环境中输运的物理过程,而且对探索太阳和星系活动的影响具有深远的意义。ine-height: 150%>以前的电子福布斯下降观测只能涵盖有限的能量和时间范围,例如2006年至2016年期间,PAMELA卫星只能观测10 GeV到100 GeV范围内的正电子福布斯下降,时间分辨率为2天。而“悟空”号卫星所记录的福布斯下降事件覆盖了更广泛的能量范围,从2 GeV到20 GeV,时间分辨率为6小时。如图1所示,“悟空”号观测到了4个能段的正负电子福布斯下降行为,其中蓝线为中子监视器结果,粉线为DAMPE的总计数率,虚线为对DAMPE数据恢复阶段的拟合。这些精细的观测数据为研究宇宙线输运过程和探索太阳活动的影响提供了重要的科学依据。nt>

 

除了揭示福布斯下降的精细行为,通过观测福布斯下降的恢复时间,还可以更深入地了解扰动区的几何形状和粒子输运过程。以往的观测结果表明,福布斯下降的恢复时间会随着能量的升高而延长。但是,“悟空”号卫星的数据却发现了一种全新的行为,即恢复时间会随着能量的升高而变短。这复杂的能量-时间变化行为对传统的福布斯下降模型提出了新的挑战。这项研究结果已于10月22日发表在《天体物理杂志快报》上,参与撰写的单位包括中科院紫金山天文台和临沂大学。v>

图2展示了“悟空”号卫星与PAMELA探测器观测结果的对比。 蓝点代表“悟空”号对下降幅度和恢复时间随能量变化的发现,黄点则是PAMELA在2006年观测到的事件结果。

这项研究得到了诸多资助,包括国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科协青年人才托举工程、中国科学院和江苏省双创计划等。有关详细信息,请查看文章链接:https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac2de6

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