太阳γ射线爆发

太阳γ射线爆发（ solar γ-ray burst ），太阳出现耀斑时经常伴随产生的持续时间仅数十秒钟、能量超过10⁵电子伏甚至10⁶电子伏的高能光子发射。这种爆发现象是彼得森等人在1958年最先发现的。他们在一次太阳耀斑和射电爆发时，首次探测到这种高能辐射，其寿命约18秒钟。更高能量的γ光子则是在1972年8月4日大耀斑中观测到的。丘普等人成功地得到完整的γ射线谱，在微弱的连续谱背景上重迭着若干条强γ发射线。它们分别位于0.5、2.2、4.4 以及6.1兆电子伏附近。这是到1979年为止记录到的最强的γ射线谱线。

从太阳γ射线爆发的研究中得到了很多关于高能粒子和耀斑物理条件的有价值的信息。可以断定在太阳出现耀斑条件下比较可能的γ辐射过程有：①正负电子对湮没，产生能量为0.51兆电子伏的两个γ光子，e⁺+e^-→2γ。如果正负电子速度较高，也可形成连续谱。正电子可以来源于π+介子的衰变（后者可以由核子之间的碰撞产生），也可以来源于核子间碰撞所形成的放射性核的正电子发射。②“核退激”，即与高能粒子碰撞而受激发的核，可以通过发射γ射线衰变回到基态。③中子俘获，在许多核子与核子相互作用过程中可以产生中子。当中子被质子俘获时可以产生能量为2.23兆电子伏γ射线。④π⁰介子衰变，在高能的质子与质子碰撞中可能产生π⁰介子。然后它很快衰变为γ射线，π⁰→2γ。此外，电子的轫致辐射、逆康普顿散射等虽然对γ辐射也有一定作用，但在太阳耀斑条件下，看来是微不足道的。丘普的观测结果很好地反映了上述的核过程。其中2.23兆电子伏γ射线由中子俘获过程产生，4.4和6.1兆电子伏γ射线由12C和16O的核退激产生，0.5兆电子伏则是正负电子对湮没所致。