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天体物理学 > 高能天体物理现象

arXiv:2505.06192 (astro-ph)
[提交于 2025年5月9日 ]

标题: GECAM发现的奇特振荡粒子降水事件

标题: GECAM Discovery of Peculiar Oscillating Particle Precipitation Events

Authors:Chenwei Wang, Shaolin Xiong, Yi Zhao, Wei Xu, Gaopeng Lu, Xuzhi Zhou, Xiaocheng Guo, Wenya Li, Xiaochao Yang, Qinghe Zhang, Xinqiao Li, Zhenxia Zhang, Zhenghua An, Ce Cai, Peiyi Feng, Yue Huang, Min Gao, Ke Gong, Dongya Guo, Haoxuan Guo, Bing Li, Xiaobo Li, Yaqing Liu, Jiacong Liu, Xiaojing Liu, Xiang Ma, Wenxi Peng, Rui Qiao, Yangzhao Ren, Liming Song, Wenjun Tan, Jin Wang, Jinzhou Wang, Ping Wang, Yue Wang, Xiangyang Wen, Shuo Xiao, Shenlun Xie, Yanbing Xu, Wangchen Xue, Sheng Yang, Qibin Yi, Zhenghang Yu, Dali Zhang, Fan Zhang, Jinpeng Zhang, Peng Zhang, Wenlong Zhang, Yanqiu Zhang, Shuangnan Zhang, Zhen Zhang, Haisheng Zhao, Xiaoyun Zhao, Chao Zheng, Shijie Zheng
摘要: 带电粒子沉降通常表现为由空间探测器观测到的通量逐渐增加和减少。快速通量变化的情况非常罕见。周期性事件则更为异常。这些振荡粒子沉降(OPP)事件通常归因于由闪电引起的电子反弹运动。由于观测限制,关于这些振荡是否源自时间通量演化或空间结构演化一直存在争议。 这里我们报告了在2024年3月21日地磁暴期间,通过GECAM探测到的三个奇特的带电粒子沉降事件,其中两个表现出显著的周期性。这些事件在连续三次轨道中出现在同一区域。通过全面的时间和光谱分析,我们发现其中一个OPP事件的微脉冲能谱滞后发生了转变,从“较软更早”变为“较软更晚”,同时整体频率特征没有显著的时间演化。并且未发现这两个OPP事件与闪电活动之间的关联。 讨论了几种可能的情景来解释这些寿命超过3.5小时的带电粒子,但这三个事件的本质仍然是个谜。我们认为,这些由GECAM探测到的OPP事件可能代表了一种新型的粒子沉降事件,或者是奇特的由闪电引起的电子沉降(LEPs)。
摘要: Charged particle precipitation typically manifests as a gradual increase and decrease of flux observed by space detectors. Cases with rapidly flux variation are very rare. Periodic events are even more extraordinary. These oscillating particle precipitation (OPP) events are usually attributed to the bounce motion of electrons, which are induced by lightning. Owing to the observation limitations, there has been debate regarding whether these oscillations originate from temporal flux evolution or spatial structure evolution. Here we report three peculiar charged particle precipitation events detected by GECAM during a geomagnetic storm on March 21, 2024, with two exhibiting significant periodicity. These events were observed around the same region during three consecutive orbits. Through comprehensive temporal and spectral analyses, we revealed that one of the OPP events exhibited a transition in spectral lag of mini-pulses, shifting from "softer-earlier" to "softer-later" while showing no significant time evolution in overall frequency characteristics. And there is no association found between these two OPP events and lightning activity. Several possible scenarios are discussed to explain these charged particles with a life time of more than 3.5 hours, but the nature of these three events remains an enigma. We suggest that these GECAM-detected OPP events may represent a new type of particle precipitation event or a peculiar Lightning-induced Electron Precipitations (LEPs).
主题: 高能天体物理现象 (astro-ph.HE) ; 地球与行星天体物理学 (astro-ph.EP); 大气与海洋物理 (physics.ao-ph); 空间物理 (physics.space-ph)
引用方式: arXiv:2505.06192 [astro-ph.HE]
  (或者 arXiv:2505.06192v1 [astro-ph.HE] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2505.06192
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Chenwei Wang [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2025 年 5 月 9 日 17:04:55 UTC (22,473 KB)
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