Solar Cosmic Ray Acceleration by a Shock Wave in the Lower Solar Corona on May 7, 1978

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Based on the theory of diffusive shock acceleration of charged particles, we have theoretically studied the spectra of protons produced by a shock wave driven by a coronal mass ejection (CME) in the lower solar corona with known solar plasma parameters for the solar cosmic ray (SCR) event recorded near the Earth’s orbit on May 7, 1978 (ground level enhancement no. 31, GLE31) using numerical methods. The proton flux data from the CPME instrument installed on the IMP-8 spacecraft and the worldwide network of ground-based neutron monitors combined with the particle measurements by the telescopes on the IMP-7 and IMP-8 satellites have been used to analyze the event. In our calculations, to satisfactorily reproduce the proton spectrum measured at the Earth’s orbit, the CME velocity was assumed to be constant and equal to 600 km s–1. The shock acceleration of SCRs proceeded up to 1.4 R⊙ solar radii for 256 s.

About the authors

S. N Taneev

Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch

Author for correspondence.
Email: taneev@ikfia.ysn.ru
677027, Yakutsk, Russia

References

  1. Г. Ф. Крымский, ДАН СССР 234, 1306 (1977)
  2. G. F. Krymskii, Sov. Phys. Dokl. 22, 327 (1977).
  3. W. I. Axford, E. Leer, and G. Skadron, in Proc. 15th ICRC, 1977, Plovdiv, Bulgaria 11, 132 (1977).
  4. R. D. Blandford and J. P. Ostriker, Astrophys. J. 221, L29 (1978), doi: 10.1086/182658.
  5. Е. Г. Бережко, В. К. Е¨лшин, Г. Ф. Крымский, С. И. Петухов, Генерация космических лучей ударными волнами, Наука, Новосибирск (1988).
  6. Е. Г. Бережко, Г. Ф. Крымский, УФН 154, 49 (1988)
  7. E. G. Berezhko and G. F. Krymskii, Sov. Phys. Usp. 31, 27 (1988).
  8. Е. Г. Бережко, С. Н. Танеев, Письма в Астрон. ж. 29, 601 (2003)
  9. E. G. Berezhko and S. N. Taneev, Astron. Lett. 29, 530 (2003).
  10. Е. Г. Бережко, С. Н. Танеев, Письма в Астрон. ж. 39, 443 (2013), doi: 10.7868/S0320010813060016
  11. E. G. Berezhko and S. N. Taneev, Astron. Lett. 39, 393 (2013), doi: 10.1134/S1063773713060017.
  12. Л. И. Мирошниченко, УФН 188, 345 (2018), doi: https://doi.org/10.3367/UFNr.2017.03.038091.
  13. М. И. Панасюк, Л. И. Мирошниченко, УФН 192, 413 (2022), doi: https://doi.org/10.3367/UFNr.2021.07.039022.
  14. M. A. Lee, Astrophys. J. Suppl. Ser. 158, 38 (2005), doi: 10.1086/428753.
  15. A. S. Petukhova, I. S. Petukhov, S. I. Petukhov, and L. T. Ksenofontov, Astrophys. J. 836, 36 (2017), https://doi.org/10.3847/1538-4357/836/1/36.
  16. С. Н. Танеев, Л. Т. Ксенофонтов, Е. Г. Бережко, ЖЭТФ 161, 20 (2022), doi: 10.31857/S0044451022010023
  17. S. N. Taneev, L. T. Ksenofontov, and E. G. Berezhko, JETP 134, 14 (2022), doi: 10.1134/S1063776121120165.
  18. Г. Ф. Крымский, В. Г. Григорьев, С. А. Стародубцев, С. Н. Танеев, Письма в ЖЭТФ 102, 372 (2015), doi: 10.7868/S0370274X15180046
  19. G. F. Krymsky, V. G. Grigoryev, S. A. Starodubtsev, and S. N. Taneev, JETP Lett. 102, 335 (2015), doi: 10.1134/S0021364015180071.
  20. С. Н. Танеев, С. А. Стародубцев, В. Г. Григорьев, Е. Г. Бережко, ЖЭТФ 156, 449 (2019), doi: 10.1134/S0044451019090074
  21. S. N. Taneev, S. A. Starodubtsev, V. G. Grigor'ev, and E. G. Berezhko, JETP 129, 375 (2019), doi: 10.1134/S1063776119080089.
  22. С. Н. Танеев, Е. Г. Бережко, ЖЭТФ 158, 474 (2020), doi: 10.31857/S0044451020090060
  23. S. N. Taneev and E. G. Berezhko, JETP 131, 422 (2020), doi: 10.1134/S1063776120080075.
  24. Е. Г. Бережко, С. Н. Танеев, Письма в Астрон. ж. 42, 148 (2016), doi: 10.7868/S0320010816010010
  25. E. G. Berezhko and S. N. Taneev, Astron. Lett. 42, 126 (2016), doi: 10.1134/S1063773716010011.
  26. С. Н. Танеев, С. А. Стародубцев, Е. Г. Бережко, ЖЭТФ 153, 765 (2018), doi: 10.7868/S0044451018050085
  27. S. N. Taneev, S. A. Starodubtsev, and E. G. Berezhko, JETP 126, 636 (2018), doi: 10.1134/S106377611804009X.
  28. E. G. Berezhko, S. N. Taneev, and K. J. Trattner, J. Geophys. Res. 116, A07102 (2011), doi: 10.1029/2010JA016404.
  29. G. P. Zank, Gang Li, and V. Florinski, J. Geophys. Res. 109, A04107 (2004), doi: 10.1029/2003JA010301.
  30. Г. Ф. Крымский, Геомагн. и аэроном. 4, 977 (1964)
  31. G. F. Krymskiy, Geomagn. Aeron. 4, 763 (1964).
  32. E. N. Parker, in Proc. 9th ICRC, 1965, London, United Kingdom 1, 26 (1966).
  33. Е. Г. Бережко, В. К. Е¨лшин, Л. Т. Ксенофонтов, ЖЭТФ 109, 3 (1996)
  34. E. G. Berezhko, V. K. Elshin, and L. T. Ksenofontov, Zh. E'ksp. Teor. Fiz. 109, 3 (1996).
  35. M. A. Lee, J. Geophys. Res. 88, 6109 (1983), doi: 10.1029/JA088iA08p06109.
  36. M. A. Lee, J. Geophys. Res. 87, 5063 (1982), doi: 10.1029/JA087iA07p05063.
  37. B. E. Gordon, M. A. Lee, E. M¨obius, and K. J. Trattner, J. Geophys. Res. 104, 28263 (1999), doi: 10.1029/1999JA900356.
  38. E. G. Berezhko, V. K. Elshin, and L. T. Ksenofontov, Astropart. Phys. 2, 215 (1994).
  39. T. K. Suzuki and S. Inutsuka, J. Geophys. Res. 111, A06101 (2006), doi: 10.1029/2005JA011502.
  40. W. H. Matthaeus, D. J. Mullan, P. Dmitruk et al., Nonlin. Processes Geophys. 10, 93 (2003), doi: 10.5194/npg-10-93-2003.
  41. C.-Y. Tu and E. Marsh, Space Sci. Rev. 73, 1 (1995), doi: 10.1007/BF00748891.
  42. C. T.Russell, Solar Wind, ed. by C. P. Sonett et al., Washington, NASA SP-308 (1972), p. 365.
  43. E. C. Sittler, Jr., and M. Guhathakurta, Astrophys. J. 523, 812 (1999), doi: 10.1086/307742.
  44. A. J. Hundhausen, Coronal Expansion and Solar Wind, Vol. 5, Springer, New York (1972).
  45. D. V. Reames, Space Sci. Rev. 90, 413 (1999), doi: 10.1023/A:1005105831781.
  46. https://umbra.nascom.nasa.gov/SEP.
  47. H. Debrunner and J. A. Lockwood, in Proc. 16th ICRC, 1979, Kyoto, Japan 5, 218 (1979).
  48. G. Mann, A. Klassen, H. Aurass, and H.-T. Classen, Astron. Astrophys. 400, 329 (2003), doi: 10.1051/0004-6361:20021593.
  49. S. M. Krimigis, J. Geophys. Res. 70, 2943 (1965).
  50. http://sd-www.jhuapl.edu/IMP/imp_index.html.
  51. H. Debrunner, E. Flu¨ckiger, J. A. Lockwood, and R. E. McGuire, J. Geophys. Res. 89, 769 (1984), doi: 10.1029/JA089iA02p00769.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».