СОЛНЕЧНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ

СОЛНЕЧНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ

- потоки ускоренных заряж. частиц, <эпизодически появляющиеся в межпланетном пространстве на фоне галактических космических лучей (ГКЛ) после нек-рых солнечных вспышек. СпособностьСолнца испускать ускоренные частицы впервые обнаружена в 1942 С. Форбушем(S. Forbush) и др., зарегистрировавшими резкое увеличение потока частицпосле солнечной вспышки. Факт ускорения частиц на Солнце подтверждается, <помимо регистрации С. к. л. в межпланетном пространстве, наблюдениями рентг. <и радиоизлучения Солнца, а также регистрацией -линийи нейтронов, возникающих во время солнечных вспышек в результате ядерныхреакций ускоренных частиц в атмосфере Солнца.

В состав С. к. л. входят протоны, более тяжёлые ядра и электроны. Относит. <содержание ядер в области энергий эВ совпадает с их распространённостью в солнечной короне (см. Солнце). В области меньших энергий потоки С. к. л. часто обогащены тяжёлымиядрами. Наиб. заметные отклонения от состава солнечной атмосферы связаныс изотопом гелия ³ Не. Зарегистрированы события с аномально большимсодержанием ³ Не, в нек-рых из них отношение содержания ³ Не/⁴ Нев области энергий порядка неск. МэВ/нукл. в 10³-10⁴ раз превышает солнечное.

Поток С. к. л. состоит из частиц более низких по сравнению с ГКЛ энергий. <Величина пороговой (минимальной) энергии, с к-рой начинается устойчивоеускорение частиц, не установлена. В межпланетном пространстве в С. к. л. <наблюдаются электроны с мин. энергией 2 кэВ, ядра - с энергией в десяткикэВ/нукл. Макс. наблюдавшаяся энергия протонов С. к. л.

2*10¹⁰ эВ (вспышка 23 февраля 1956). Во всём интервале наблюдаемых энергий спектрС. к. л. падающий, с более быстрым уменьшением числа частиц в области большихэнергий. Обычно форма дифференц. спектров, измеренных в межпланетном пространстве, <описывается степенной ф-цией .Характерная величина в событиях, когда измеренные спектры наиб. близки к спектрам в источнике, <составляет 2-4 (МэВ).

Потоки С. к. л. меняются от вспышки к вспышке на неск. порядков величины. <Частота появлений С. к. л. коррелирует с уровнем солнечной активности в 11-летнем солнечном цикле. Циклы различаются по мощности генерацииС. к. л. Наиб. активным был 19-й цикл (1954-64), когда суммарный потокпротонов с эВ составил 7,2*10¹⁰ см ^-2. В 20-м (1964-70) и 21-м(1976-1986) циклах потоки С. к. л. были более слабыми -2*10¹⁰ см ^-2. В настоящем, 22-м цикле вновь происходиласильная генерация С. к. л. Суммарный поток от событий, произошедших за3 года (1989-91), достиг 5*10¹⁰ см ^-2. Второе по мощности событие наблюдалось29 сент. 1991 (энергия протонов > 10¹⁰ эВ). С начала непрерывныхнаблюдений (1956-91) на Земле зарегистрировано 48 событий с релятивистскимипротонами эВ). Случаи, когда из Солнца выбрасываются протоны меньших энергий (10⁷ эВ), происходят гораздо чаще - от одного до неск. десятков в год, близкийк максимуму солнечной активности. Ещё чаще после слабых вспышек регистрируютсятолько потоки нерелятивистских электронов с энергией до 100-200 кэВ. Механизмускорения частиц на Солнце остаётся неясным; однако нек-рые характеристики«солнечного ускорителя» известны. Ускорение частиц происходит в импульснойфазе вспышки на Солнце в верх. хромосфере или в ниж. короне приплотности плазмы 10¹⁰- 10¹³ см ^-3, темп-ре10⁶-10⁷ К и магн. поле порядка неск. сотен гаусс. <Темп набора энергии быстрый, причём ускорение электронов до ~10⁷ эВ и протонов до ~10⁹ эВ может происходить практически одновременнов течение неск. секунд. Полное число ускоренных протонов с эВ может достигать 10³⁴, а их суммарная энергия - 10³¹ эрг. На долю всех ускоренных частиц, в осн. протонов, приходится неск. <процентов от полного энерговыделения во вспышке. Пока неясно, во всех лидостаточно энергичных вспышках происходит ускорение частиц. Из данных по -линиямследует, что бывают случаи ускорения частиц на Солнце, не сопровождающиесяадекватными потоками С. к. л. в межпланетном пространстве, и наоборот, <иногда наблюдаются большие потоки С. к. л. после вспышек без -линий. <Отсутствие однозначной связи между числом ускоренных частиц и их частью, <выходящей в межпланетное пространство, требует, очевидно, более детальногоисследования условий генерации и выхода частиц, из области ускорения, атакже процессов их распространения в межпланетном пространстве. Ускоренныена Солнце частицы заполняют гелиосферу (см. Межпланетная среда), двигаясьв регулярном межпланетном магн. поле (ММП) (см. в ст. Солнечный ветер )и рассеиваясь на его неоднородностях. Характерный временной профильС. к. л. имеет быстрый подъём и более плавный спад интенсивности, полнаядлительность возрастания порядка неск. часов для частиц больших энергийи десятков часов для менее энергичных частиц. Во мн. случаях такой профильудовлетворительно описывается моделью анизотропной диффузии с импульснойили длительной инжекцией. Из-за спиральной формы силовых линий ММП наиб. <благоприятными для наблюдения С. к. л. являются события от вспышек, происходящихвблизи основания силовой линии, соединяющей точку наблюдения с Солнцем. <Для Земли это гелиодолготы W50°-70°. С. к. л. являются одним изкомпонентов системы солнечно-земных связей. В частности, потокиС. к. л., попадая в атмосферу Земли на высоких широтах, вызывают дополнит. <ионизацию ионосферы и нарушение радиосвязи. Интенсивные потоки С. к. л. <в межпланетном пространстве - один из источников радиац. опасности прикосмич. полётах.

Лит.: Сомов Б. В., Сыроватский С. И., Физические процессы в атмосфереСолнца, вызываемые вспышками, «УФН», 1976, т. 120, с. 217; Исследованиясолнечной активности и космическая система «Прогноз». Сб. ст., под ред. <Р. 3. Сагдеева, М., 1984; Проблемы физики космических лучей. Сб. ст., подред. А. Е. Чудакова, М., 1987. А. И. Славкова.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.