Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://www.kosmofizika.ru/open/papers06/lkp_r.htm
Дата изменения: Thu May 11 11:16:02 2006 Дата индексирования: Tue Oct 2 01:47:46 2012 Кодировка: Windows-1251 |
TIME HISTORY:
|
Аннотация
Представлены экспериментальные свидетельства существования механизма создания и разрушения солнечных протонных
поясов во внутренней магнитосфере при быстром изменении протонной границы проникновения. Проведен анализ измерений
солнечных протонов и альфа-частиц низковысотным полярным спутником Коронас-Ф во время магнитных бурь в
октябре - ноябре 2003.
Создание и разрушение поясов солнечных космических лучей наблюдались несколько раз во время этого интервала.
Сжатие магнитосферы во время бури делает возможным прямое проникновение солнечных протонов глубоко во внутреннюю
магнитосферу. Протонные траектории за границей проникновения открыты и предварительно захваченные частицы могут
свободно покидать магнитосферу. Во время восстановления конфигурации магнитосферы, когда граница проникновения
уходит от Земли, солнечные протоны и алфа-частицы с относительно низкой скоростью магнитного дрейфа остаются
устойчиво захвачеными, тогда как частицы больших энергий отслеживают движение границы проникновения.
Поэтому диапазон энергии захваченных протонов ограничен сверху в отличии от эффекта инжекции во время SC,
неэффективного в области низких энергий.
Захват солнечных космических лучей во внутренней магнитосфере на L=2-3 наблюдался ранее во время нескольких магнитных
бурь. Обсуждались два механизма формирования временного пояса солнечных космических лучей.
Первый, основанный на резонансной инжекции частиц во время SC, был достаточно подробно разработан теоретически,
был экспериментально зафиксирован во время магнитгой бури 24 марта 1991 года и полагался основным и единственным
для объяснения измерений во время других магнитных бурь. Этот механизм эффективно действует для солнечных протонов
с энергией > 15 МэВ, и требует большой амплитуды SC для достаточно глубокого заброса во внутреннюю магнитосферу.
Дополнительное ограничение вклада этого механизма в формирование долговременной структуры внутреннего пояса
накладывает рассмотренный в настоящей работе эффект разрушения пояса после SC во время главной фазы, в случае если
граница проникновения солнечных протонов будет двигаться ближе в Землю чем этот пояс.
Второй механизм образования дополнительного пояса - заброс при изменении конфигурации магнитосферы на фазе
восстановления, предполагался (см. например, [Павлов и др., 1993]) но лишь в общем виде без детальной проработки,
количественных оценок и сравнения с экспериментом.
В настоящей работе рассмотрен и подробно проиллюстрирован по экспериментальным данным механизм захвата в ловушку
солнечных протонов, которые проникают во внутреннюю магнитосферу свободно во время главной фазы магнитных бурь.
Захват происходит в результате перехода от разомкнутых к замкнутым дрейфовым траекториям протонов. Собственно заброс,
т.е. радиальная инжекция воздействием индукционного электрического поля происходит, замечен в анализируемых событиях,
но не играет главной роли.
Рассмотренный механизм эффективен только, если импульсное восстановление магнитосферы после сжатия - достаточно
короткое по сравнению с периодом магнитного дрейфа частиц. Это накладывает сильное ограничение на энергию протонов и
альфа-частиц. Протоны с энергией больше чем 5-15 МэВ могут быть захвачены только в редких случаях.
Основные выводы данной работы можно сформулировать следующим образом:
1. Солнечные протоны с энергией 1 МэВ и выше после сдвига к Земле границы проникновения СКЛ могут быть захвачены во время отступления ГП, создавая пояс солнечных космических лучей на L = 2 - 4.
2. В некоторых случаях 2 или даже 3 пояса может быть создано.
3. В новом поясе СКЛ поток высыпающихся протонов быстро падает со временем по экспоненте как N=No exp (-kt),
где к = 1.15 и t(час), остаются лишь устойчиво захваченные в ловушку.
4. После октябрьских бурь положение и интенсивность поясов СКЛ оставались постоянными в течение 20 дней, после бури
20 ноября пояс СКЛ на L=1.9 распался за месяц.
5. Пояс СКЛ может быть разрушен во время новой достаточно сильной магнитной бури.
6. В во время магнитной бури пояс СКЛ может сдвигаться к Земле на L= 0.1 - 0.2
7. Энергетический спектр протонов в поясе СКЛ уменьшается круто в районе 4-15 МэВ. Протоны и алфа-частицы
с E> 4 МэВ были зарегистрированы только иногда и с небольшой интенсивностью. Эффективность захвата в ловушку
уменьшается с энергией как ~ E-2