檢視太阳宇宙线的原始碼

[[File:太阳宇宙线.jpg|缩略图|[https://image.baidu.com/search/detail?ct=503316480&z=0&ipn=d&word=%E5%A4%AA%E9%98%B3%E5%AE%87%E5%AE%99%E7%BA%BF&step_word=&hs=0&pn=1&spn=0&di=81510&pi=0&rn=1&tn=baiduimagedetail&is=0%2C0&istype=0&ie=utf-8&oe=utf-8&in=&cl=2&lm=-1&st=undefined&cs=635817625%2C2481600315&os=2013408443%2C1416846504&simid=635817625%2C2481600315&adpicid=0&lpn=0&ln=1631&fr=&fmq=1636667006981_R&fm=&ic=undefined&s=undefined&hd=undefined&latest=undefined&copyright=undefined&se=&sme=&tab=0&width=undefined&height=undefined&face=undefined&ist=&jit=&cg=&bdtype=0&oriquery=&objurl=https%3A%2F%2Fgimg2.baidu.com%2Fimage_search%2Fsrc%3Dhttp%3A%2F%2Fpic3.zhimg.com%2F50%2Fv2-56592e79d6514fd59b8ba7943d747611_hd.jpg%26refer%3Dhttp%3A%2F%2Fpic3.zhimg.com%26app%3D2002%26size%3Df9999%2C10000%26q%3Da80%26n%3D0%26g%3D0n%26fmt%3Djpeg%3Fsec%3D1639259394%26t%3D013bf6a9eb69aca14c1093f7db1a8cdb&fromurl=ippr_z2C%24qAzdH3FAzdH3Fooo_z%26e3Bziti7_z%26e3Bv54AzdH3Fq7jfpt5gAzdH3F900d8alm%3Fu654%3Dr65utsj_q7jfpt5g_vw61&gsm=1&rpstart=0&rpnum=0&islist=&querylist=&nojc=undefined&dyTabStr=MCwzLDEsNCw2LDUsNyw4LDIsOQ%3D%3D 原图链接][https://www.zhihu.com/question/47721096?from=profile_question_card 来自知乎]]]
'''太阳宇宙线'''太阳活动产生的高能粒子流，又称太阳高能粒子。太阳活动主要是耀斑活动。太阳宇宙线的主要成分是质子和电子，也包括少量其他核成分。近年来的观测已证实，有的耀斑也辐射中子。 太阳宇宙线并不是孤立的，它是收到星系的引力作用，激发出的内在 的粒子运动，从而产生的光、磁等看的见的与看不见的射线。
== 方向性 ==
低能太阳宇宙线有明显的方向性，即各向异性。在事件开始阶段，各向异性很大，达20～25%，方向明显地沿日地联线偏西的行星际螺旋线方向，这说明粒子最初是沿螺旋磁力线到达观测点的。随着粒子强度增大至极大值，在地球附近粒子密度分布趋于均匀，因此沿螺旋线的各向异性也变小。值得注意的是，各向异性逐渐转到日地联线即太阳风的方向。这说明除了沿磁力线的扩散外，还有随太阳风对流的输运过程。这种对流效应是由于太阳风带动行星际磁场，因而也带动宇宙线粒子运动所引起的，在宇宙线事件后期起着主导作用。太阳风对流会带动密度峰离开太阳。而当密度峰通过观测点后，扩散就会变成沿磁力线方向指向太阳。这种逆向扩散与径向太阳风对流矢量合成，就使各向异性矢量转到沿日地联线以东约45°方向。粒子各向异性的时间变化，有力地说明粒子除沿磁力线扩散外，还存在径向[[对流效应]]。在事件开始时，扩散占主导作用，而在后期对流起主导作用。<ref>[https://baijiahao.baidu.com/s?id=1716094377161337576&wfr=spider&for=pc 高海拔宇宙线观测站“拉索”在四川稻城建成]中国青年网</ref>

== 质子耀斑 ==
太阳活动激烈时，在磁场结构复杂的活动区中存在磁场梯度很强的多分区域，可能发生质子耀斑。特性是：在厘米与毫米波段有[[太阳射电爆发]]，且具有Ⅱ型和Ⅳ型暴；有硬X射线爆发，能谱变硬。太阳粒子可能从这些区域被加速至相当高的能量，进入日球空间，形成太阳高能粒子事件。粒子的通量和微波射电特性密切相关。 
== 太阳质子 ==
太阳宇宙线中能量高于5×108电子伏的质子能进入[[地球大气层]]，产生次级粒子，这种高能事件称为相对论性太阳宇宙线事件或地平面事件。地平面事件的次数很少，从1942年到1978年全世界只记录到31次。其中最大的一次发生在1956年2月23日，粒子的最大磁刚度（见宇宙线地磁效应）至少高达2×1010伏特，磁刚度超过109伏特的质子积分方向通量为107粒子/（米2·球面度·秒），相当于银河宇宙线强度的几十倍。这类高能事件对宇宙飞行器和宇航员有一定的损伤作用。
太阳高能粒子中能量低于5×108电子伏的太阳质子称为低能太阳宇宙线。其中能量高于10×106电子伏的质子能进入地球极区电离层，使D层电子密度增加，导致无线电波衰减，形成“极盖吸收事件”，甚至还能影响到高层大气的光化学反应，增加大气NO成分，降低臭氧成分。极盖吸收事件的次数比地平面事件多得多。1956～1978年记录到的86次事件（包括10余次地平面事件）中，最大的一次发生在1972年8月4日，电波吸收高达60分贝以上，臭氧降低20%左右。能量更低的事件只能通过卫星仪器观测到，称为“卫星敏感事件”，它的次数更多。已记录到的太阳质子的最低能量约为3×105电子伏。
太阳质子的能谱比银河宇宙线能谱陡，或者说比较软，也就是低能粒子丰富、高能粒子稀少。不同事件的能谱有相当大差别，其中低能部分容易因行星际传播效应而发生变化。高能谱较陡，幂指数在3.0～4.5之间；低能谱较平坦，幂指数在1.1～4.3之间。有好几个事件的高、低能谱都可用指数接近于3的动能幂律谱表示，有的用磁刚度谱表示，低能部分仍比较平坦。<ref>[https://new.qq.com/omn/20211026/20211026A0E8R200.html 研究太阳高能粒子的探路者任务已经准备就绪]腾讯网</ref>

== 核成分与同位素 ==
表列出在行星际空间测量到的太阳粒子的核成分及其元素丰度。在正常情况下，低能事件的核成分与太阳核成分相当接近。在更高能量，其成分也与太阳大体接近。但是低能事件核成分的变化是很大的，尤其是常规测到“[[]]富铁事件”，即重元素的丰度随核电荷数增加而增大(相对太阳丰度而言)。近年来观测证实，这种富铁事件的3He同位素也相当丰富。在正常情况下，耀斑事件中3He/4He的值为光球估计值（约10-4）的10～30倍，一般认为这是耀斑粒子与太阳大气核反应的产物。但是在重元素丰富的事件中，3He/4He的值竟然超过1，而且质子数大为降低，观测不到2H和3H同位素，对应的耀斑也往往是[[小耀斑]]。有一种看法认为，这是由于太阳离子声波与3He核及其他重核的离子相互作用，导致共振加热所引起的。 
== 太阳电子 ==
太阳电子由于磁刚度低，只能在卫星上观测到。几乎所有的太阳质子事件都同时记录到太阳电子，这类事件称为太阳电子-质子事件，也有不伴随质子的纯粹电子事件，其能量为2×104～3×105电子伏。纯电子事件的耀斑特性，除有硬X射线和微波射电爆发外，与电子－质子事件有明显的差别。射电爆发不是Ⅱ型或Ⅳ型，而是Ⅲ型。电子通量与射电流量也无相关关系。典型的电子事件的方向通量为102粒子/(厘米2·球面度·秒)，最大可达104粒子/（厘米2·球面度·秒）。但是纯粹电子事件的方向通量比较小，只有10～102粒子/(厘米2·球面度·秒)。在12～45兆电子伏能量范围，电子对质子的通量比为10-2～5×10-6，平均为10-4。不同电子事件能谱指数差别不大，微分能谱指数平均值γ=3.0±0.4，而质子事件的γ值变化都比较显著。 
== 加速 ==
在太阳电子-质子事件中，非相对论性电子常常比相对论电子和质子先到达地球，这表明低能电子先被加速。一般认为，太阳粒子的加速包括两个阶段，首先是对电子预加速到非相对论能量，并激发出各种类型的脉冲爆发，形成耀斑。由于电场和波的作用，使电子进一步加速并汇聚成日冕电子流，产生[[Ⅲ型射电爆发]]，电子流离开太阳进入行星际空间；第二阶段是耀斑爆发达到极大时，形成日冕激波，产生Ⅱ型射电爆发。激波或其他湍流使电子加速到相对论能量，同时也对质子进行加速，使电子和质子进入行星际空间。高能电子在磁场中激发同步加速辐射，形成Ⅳ型射电爆发。 
== 传播效应 ==
太阳宇宙线进入行星际空间受到太阳风和行星际磁场的作用，强度和方向都会发生变化，称为传播效应。太阳耀斑发生后，要经历十几分钟甚至几十分钟，才能在地球附近观测到各种能量的粒子。粒子的到达时间比按其速度折算的时间长，即使是能量相同的粒子也不是同时到达的。在行星际空间观测到的太阳宇宙线粒子的强度变化，有个时间发展过程，这个过程的长短决定于粒子能量的高低，但是都远超过耀斑活动本身的持续时间。粒子的强度先是在几分钟到几小时内迅速增长至某一极大值，然后近似地随时间按指数函数形式，经历数小时至几天衰减到增加前的水平。根据时间变化曲线，可以估算出粒子的传播距离约为 3～12天文单位，视粒子的能量而定。这些时间变化特征表明，太阳宇宙线是经历了曲折的路程才到达地球的，它走的既不是直线，也不是简单地绕行星际螺旋磁力线作回旋运动到达地球的。它的输运过程很象脉冲点源的扩散过程。行星际介质非常稀薄，只有磁场才能影响太阳粒子的运动。在行星际空间，除了呈螺旋线状的大尺度磁场外（见[[行星际磁场]]），还叠加着太阳风的波动和湍流引起的随机小尺度不规则磁场。正是这种不规则磁场，使太阳宇宙线粒子的运动轨道发生随机的散射，形成[[扩散运动]]。
==参考文献==
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[[Category:326 太空科學]]