Солнечно-Земная Физика Справочник

Термин (АКЛ) впервые был введён в 1972-73 гг. после экспериментального обнаружения локального максимума при энергии ~10 МэВ/нукл в энергетическом спектре таких элементов в космических лучах, как ⁴Не и ¹⁶О. Этот максимум интенсифицировался во время минимума солнечной активности (в 1976-1977 гг.) при энергиях ~10 МэВ/нукл, т.е. в энергетическом диапазоне между характерными энергиями солнечных (СКЛ) и галактических космических лучей (ГКЛ).

Эти частицы имеют низкое зарядовое состояние и высокий первый ионизационный потенциал. После 30-летнего периода исследований этой компоненты космических лучей хорошо известны их энергетические зарядовые и массовые распределения, подтверждающие основной механизм формирования АКЛ внутри гелиосферы, связанный с проникновением внутрь её межзвёздных нейтралов с последующей их ионизацией и ускорением. Помимо этого обнаружено, что ионы АКЛ, проникая внутрь магнитосферы Земли, создают пояс захваченных частиц, механизм образования которого отличен от традиционного.

Рис.1. Энергетические спектры ионов кислорода и углерода АКЛ. В отличие от углерода в энергетическом спектре ионов кислорода в минимуме цикла солнечной активности проявляется отчетливый максимум при энергиях ~2-20 МэВ/нукл	Рис.2 Элементный состав основных компонент космических лучей в межпланетном пространстве: СКЛ, ГКЛ и АКЛ. Аномальные космические лучи, в отличие от СКЛ и ГКЛ характеризуются преобладанием в своем составе таких элементов как He, O, Ne и Ar.
Согласно господствующей гипотезе, АКЛ образуются в результате проникновения в гелиосферу нейтральных атомов из локальной межзвёздной среды (LISM). Затем эти атомы ионизируются под действием солнечного ультрафиолета или посредством их перезарядки с ионами солнечного ветра. В отличие от ГКЛ, зарядовое состояние этих частиц не превышает 1+ или 2+, т.к. они проходят достаточно мало вещества, и, поэтому, не успевают полностью «ободраться». Впоследствии ионы, достигшие окрестностей Солнца, и имеющие энергию ~4 кэВ/нукл «подхватываются» солнечным ветром и выносятся наружу в направлении границы гелиосферы - гелиопаузы, где они ускоряются до энергий ~10 МэВ/нукл и вновь возвращаются в окрестности Солнца. На рис.3 наглядно демонстрируется схема этого механизма. Позднее было доказано, что такой процесс может быть многократным.
	Измерения на спутниках ядерного состава частиц в магнитосфере Земли свидедельствцют о захвате АКЛ в магнитную ловушку. Модель о захвате частиц АКЛ предполагает,что однократно заряженные ионы АКЛ, проникая внутрь геомагнитного поля, теряют свои орбитальные электроны (обдираются) на остаточной атмосфере в области высот »300 км и становятся многократно- заряжёнными. Увеличение зарядового состояния этих частиц обеспечивает условия для последующего их захвата на низких L-оболочках радиационных поясов. Эта модель нашла исчерпывающее доказательство в экспериментах на борту спутников серии «Космос» с помощью твёрдотельных детекторов, ориентированных в пространстве. Захваченные ионы кислорода действительно были обнаружены в результате изучения угловых распределений треков частиц в твердотельных детекторах, подтверждающих существование характерного для захваченных частиц питч-углового распределения с максимумом вблизи 90о к магнитной силовой линии. Величина потока частиц в максимуме в сотни раз превышала наблюдающуюся в межпланетном пространстве (см. рис.4).

Подробный обзор М.И. Панасюка по аномальной компоненте космических лучей см. у нас на сайте