太阳中子事件的观测特征与中子能谱的计算

太阳中子事件是与耀斑活动相关的偶发性即刻粒子事件,主要表现为地面宇宙线探测装置的计数瞬时突增.太阳中子携带着爆发源区的物理信息:耀斑大气的元素组成、大气高度、磁场的会聚程度以及磁流体湍动等.相对于其他带电粒子,中子能够不受太阳磁场和行星际磁场的束缚而直达地面.目前,对太阳中子事件的理论研究,主要是通过蒙特卡罗模拟,考虑太阳耀斑环中磁场的螺旋角散射作用和磁镜效应,计算耀斑磁环模型里各向异性中子的产生与太阳大气高度、时间、角度和能量间的关系,计算逃逸中子的角分布和能谱,以及逃逸到地球附近中子的能谱.观测方面,主要是结合地面中子监测器记录的超出时间与空间探测到的γ射线核谱线发射峰值的时间差,利用飞行时间方法(Time of Flight Method),考虑中子监测器的探测效率和中子在地球大气中的衰减因素,反演日面处的中子能谱.本文依据已确定的10例太阳中子事件,评述基本的观测特征,介绍相应的观测仪器,探讨太阳中子能谱计算的两种方法(观测法和模型法),比较不同方法获得的计算结果;并依托羊八井太阳宇宙线探测装置(中子监测器、太阳中子望远镜),报道对太阳中子的初步交叉探测特征(1998年11月28日GLE事件和2005年1月20日GLE事件),指出目前亟待解决的问题.

羊八井太阳中子望远镜

作为一个覆盖全球的太阳中子望远镜观测网网点,与羊八井现有的28支NM-64组成的中子监测器联合,在第23太阳活动周对一个伴随X3.3级太阳耀斑可能的中子事件进行了观测。