超空间中来自氢到铁的初级宇宙射线核的星际光谱:在旅行者号上测量并与更高能量测量进行比较,使用泄漏盒模型对10 MeVnuc至100 GeVnuc以上的光谱进行解释。

摘要:用新的Voyager低能量测量数据和靠近地球的高能量航天器测量数据,已经确定了从H到Fe的原初宇宙射线核素的银河间光谱,范围从大约10 MeV/nuc到大于100 GeV/nuc。这些测量结果与Leaky Box传播模型的预测进行了比较。发现在大约50-100 MeV/nuc以上的能量范围内,所有核素(H,He,C,O,Ne,Mg,Si和Fe)的光谱在100 MeV/nuc到10 GeV/nuc及以上范围内都与简单的源刚度光谱P-2.28成比例,指数与刚度无关,并且使用一个刚度相关扩散系数在大约1.0 GV以上为P0.50。在大约100 GeV/nuc及以上,这导致强度和光谱为P-2.78,与新的AMS-2和PAMELA测量H,He和C结果相符,误差在+10\%以内。 在50-100 MeV以下,这些主要粒子的光谱分为两组。Z > 6的主要原子核的谱在低能量下下降得比H和He更快,也比纯扩散的LBM所预期要快,其中电离引起的能量损失在低能量下很重要。将银河间介质中电离氢的比例从15%增加到30%并不能令解释重质量主要原子核在低能量下强度下降的系统性。正在研究其他异常以外的过程,例如太阳附近的宇宙射线源的缺失,作为这些原子核强度下降更快的来源。 H和He的光谱非常相似,但两者都包含更多低能量粒子,这与重质量核素的光谱不符。我们认为这可能表明除了银河成分外,还存在一种局部的(太阳系)成分。

作者:W.R. Webber

论文ID:1508.01542

分类:Space Physics

分类简称:physics.space-ph

提交时间:2015-08-10

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