Space Science Reviews

, Volume 175, Issue 1–4, pp 53–92 | Cite as

The Two Sources of Solar Energetic Particles

Article
First Online:
Received:
Accepted:

Abstract

Evidence for two different physical mechanisms for acceleration of solar energetic particles (SEPs) arose 50 years ago with radio observations of type III bursts, produced by outward streaming electrons, and type II bursts from coronal and interplanetary shock waves. Since that time we have found that the former are related to “impulsive” SEP events from impulsive flares or jets. Here, resonant stochastic acceleration, related to magnetic reconnection involving open field lines, produces not only electrons but 1000-fold enhancements of 3He/4He and of (Z>50)/O. Alternatively, in “gradual” SEP events, shock waves, driven out from the Sun by coronal mass ejections (CMEs), more democratically sample ion abundances that are even used to measure the coronal abundances of the elements. Gradual events produce by far the highest SEP intensities near Earth. Sometimes residual impulsive suprathermal ions contribute to the seed population for shock acceleration, complicating the abundance picture, but this process has now been modeled theoretically. Initially, impulsive events define a point source on the Sun, selectively filling few magnetic flux tubes, while gradual events show extensive acceleration that can fill half of the inner heliosphere, beginning when the shock reaches ∼2 solar radii. Shock acceleration occurs as ions are scattered back and forth across the shock by resonant Alfvén waves amplified by the accelerated protons themselves as they stream away. These waves also can produce a streaming-limited maximum SEP intensity and plateau region upstream of the shock. Behind the shock lies the large expanse of the “reservoir”, a spatially extensive trapped volume of uniform SEP intensities with invariant energy-spectral shapes where overall intensities decrease with time as the enclosing “magnetic bottle” expands adiabatically. These reservoirs now explain the slow intensity decrease that defines gradual events and was once erroneously attributed solely to slow outward diffusion of the particles. At times the reservoir from one event can contribute its abundances and even its spectra as a seed population for acceleration by a second CME-driven shock wave. Confinement of particles to magnetic flux tubes that thread their source early in events is balanced at late times by slow velocity-dependent migration through a tangled network produced by field-line random walk that is probed by SEPs from both impulsive and gradual events and even by anomalous cosmic rays from the outer heliosphere. As a practical consequence, high-energy protons from gradual SEP events can be a significant radiation hazard to astronauts and equipment in space and to the passengers of high-altitude aircraft flying polar routes.

Keywords

Solar energetic particles Shock waves Coronal mass ejections Solar flares 
This is a preview of subscription content, log in to check access

Notes

Acknowledgements

This manuscript is based on a lecture given by the author upon receipt the 2012 George Ellery Hale Prize from the Solar Physics Division of the American Astronomical Society. It was funded, in part, by NASA grant NNX08AQ02G. The author thanks Ed Cliver, Steve Kahler, Frank McDonald, Chee Ng, Lun Tan, and Allan Tylka for their helpful comments and for discussions relating to this manuscript.

References

  1. O. Adriani et al., Astrophys. J. 742, 102A (2011) ADSCrossRefGoogle Scholar
  2. N. Agueda, D. Lario, V. Ontiveros, E. Kilpua, B. Sanahuja, R. Vainio, Sol. Phys. (2012). doi: 10.1007/s11207-012-9959-y MATHGoogle Scholar
  3. J.D. Anglin, Astrophys. J. 198, 733 (1975) ADSCrossRefGoogle Scholar
  4. M.J. Aschwanden, Space Sci. Rev. 101, 1 (2002) ADSCrossRefGoogle Scholar
  5. W.I. Axford, Proc. 17th Int. Cosmic Ray Conf. Paris 12, 155 (1981) Google Scholar
  6. H.M. Bain, S. Krucker, L. Glesener, R.P. Lin, Astrophys. J. 750, 44 (2012) ADSCrossRefGoogle Scholar
  7. J.L. Barth, C.S. Dyer, E.G. Stassinopoulos, IEEE Trans. Nucl. Sci. 50, 466 (2003) ADSCrossRefGoogle Scholar
  8. M. Battarbee, T. Laitinen, R. Vainio, Astron. Astrophys. 535, A34 (2011) ADSCrossRefGoogle Scholar
  9. A.R. Bell, Mon. Not. R. Astron. Soc. 182, 147 (1978) ADSGoogle Scholar
  10. A.O. Benz, Living Rev. Sol. Phys. 5, 1 (2008) ADSGoogle Scholar
  11. D.B. Berdichevsky, A. Szabo, R.P. Lepping, A.F. Viñas, F. Mariana, J. Geophys. Res. 105, 27289 (2000) ADSCrossRefGoogle Scholar
  12. D.B. Berdichevsky, D.V. Reames, C.C. Wu, R. Schwenn, R.P. Lepping, R.J. MacDowall, C.J. Farrugia, J.-L. Bougeret, C.K. Ng, A.J. Lazarus, Adv. Space Res. 43, 113 (2009) ADSCrossRefGoogle Scholar
  13. D.L. Bertsch, C.E. Fichtel, D.V. Reames, Astrophys. J. Lett. 157, L53 (1969) ADSCrossRefGoogle Scholar
  14. H.H. Breneman, E.C. Stone, Astrophys. J. Lett. 299, L57 (1985) ADSCrossRefGoogle Scholar
  15. D.A. Bryant, T.L. Cline, U.D. Desai, F.B. McDonald, J. Geophys. Res. 67, 4983 (1962) ADSCrossRefGoogle Scholar
  16. L.F. Burlaga, E. Sittler, F. Mariani, R. Schwenn, J. Geophys. Res. 86, 6673 (1981) ADSCrossRefGoogle Scholar
  17. L. Burlaga, D. Berdichevsky, N. Gopalswamy, R. Lepping, T. Zurbuchen, J. Geophys. Res. 108, 1425 (2003) CrossRefGoogle Scholar
  18. E. Caffau, H.-G. Ludwig, M. Steffen, B. Freytag, P. Bonofacio, Sol. Phys. 268, 255–269 (2011) ADSCrossRefGoogle Scholar
  19. H.V. Cane, S.W. Kahler, N.R. Sheeley Jr., J. Geophys. Res. 91, 13321 (1986) ADSCrossRefGoogle Scholar
  20. H.V. Cane, D.V. Reames, T.T. von Rosenvinge, J. Geophys. Res. 93, 9555 (1988) ADSCrossRefGoogle Scholar
  21. H.V. Cane, T.T. von Rosenvinge, C.M.S. Cohen, R.A. Mewaldt, Geophys. Res. Lett. 30(12), 8017 (2003) ADSCrossRefGoogle Scholar
  22. R.C. Carrington, Mon. Not. R. Astron. Soc. 20, 13 (1860) ADSGoogle Scholar
  23. E.E. Chollet, J. Giacalone, Astrophys. J. 688, 64 (2011) ADSCrossRefGoogle Scholar
  24. T.L. Cline, F.B. McDonald, Sol. Phys. 5, 507 (1968) ADSCrossRefGoogle Scholar
  25. E.W. Cliver, in High Energy Solar Physics, ed. by R. Ramaty, N. Mandzhavidze, X.-M. Hua. AIP Conf. Proc., vol. 374 (AIP Press, Woodbury, 1996), p. 45 Google Scholar
  26. E.W. Cliver, Astrophys. J. 639, 1206 (2006) ADSCrossRefGoogle Scholar
  27. E.W. Cliver, in Proc. IAU Symposium 258, vol. 2008, ed. by N. Gopalswamy, D.F. Webb (2009a), p. 401 Google Scholar
  28. E.W. Cliver, Cent. Eur. Astrophys. Bull. 33, 253 (2009b) ADSGoogle Scholar
  29. E.W. Cliver, A.G. Ling, Astrophys. J. 658, 1349 (2007) ADSCrossRefGoogle Scholar
  30. E.W. Cliver, S.W. Kahler, M.A. Shea, D.F. Smart, Astrophys. J. 260, 362 (1982) ADSCrossRefGoogle Scholar
  31. E.W. Cliver, D.J. Forrest, H.V. Cane, D.V. Reames, R.E. McGuire, T.T. von Rosenvinge, Astrophys. J. 343, 953 (1989) ADSCrossRefGoogle Scholar
  32. E.W. Cliver, D.F. Webb, R.A. Howard, Sol. Phys. 187, 89 (1999) ADSCrossRefGoogle Scholar
  33. E.W. Cliver, S.W. Kahler, D.V. Reames, Astrophys. J. 605, 902 (2004) ADSCrossRefGoogle Scholar
  34. E.W. Cliver, N.V. Nitta, B.J. Thompson, J. Zhang, Sol. Phys. 225, 105 (2005) ADSCrossRefGoogle Scholar
  35. E.W. Cliver, A.G. Ling, A. Belov, S. Yashiro, Astrophys. J. Lett. 756, L29 (2012) ADSCrossRefGoogle Scholar
  36. C.M.S. Cohan, R.A. Mewaldt, R.A. Leske, A.C. Cummings, E.C. Stone, M.E. Wiedenbeck, T.T. von Rosenvinge, G.M. Mason, Space Sci. Rev. 130, 183 (2007) ADSCrossRefGoogle Scholar
  37. M.A. Coplan, K.W. Ogilvie, P. Bochsler, J. Geiss, Sol. Phys. 93, 415 (1985) ADSCrossRefGoogle Scholar
  38. F.A. Cucinotta, S. Hu, N.A. Schwadron, K. Kozarev, L.W. Townsend, M.-H.Y. Kim, Space Weather 8, S00E09 (2010) CrossRefGoogle Scholar
  39. E.I. Daibog, V.G. Stolpovskii, S.W. Kahler, Cosm. Res. 41, 128 (2003) ADSCrossRefGoogle Scholar
  40. R.B. Decker, J. Geophys. Res. 86, 4537 (1981) ADSCrossRefGoogle Scholar
  41. M.I. Desai, G.M. Mason, J.R. Dwyer, J.E. Mazur, R.E. Gold, S.M. Krimigis, C.W. Smith, R.M. Skoug, Astrophys. J. 588, 1149 (2003) ADSCrossRefGoogle Scholar
  42. M.I. Desai, G.M. Mason, M.E. Wiedenbeck, C.M.S. Cohen, J.E. Mazur, J.R. Dwyer, R.E. Gold, S.M. Krimigis, Q. Hu, C.W. Smith, R.M. Skoug, Astrophys. J. 661, 1156 (2004) ADSCrossRefGoogle Scholar
  43. M.I. Desai, G.M. Mason, R.E. Gold, S.M. Krimigis, C.M.S. Cohen, R.A. Mewaldt, J.E. Mazur, J.R. Dwyer, Astrophys. J. 649, 740 (2006) ADSCrossRefGoogle Scholar
  44. M. Desai, M. Dayeh, C. Smith, G. Mason, M. Lee, Physics of the Heliosphere: A 10 Year Retrospective. AIP Conf. Proc., vol. 1436 (2012), p. 110 Google Scholar
  45. W.F. Dietrich, Astrophys. J. 180, 955 (1973) ADSCrossRefGoogle Scholar
  46. R. DiFabio, Z. Guo, E. Möbius, B. Klecker, H. Kucharek, G.M. Mason, M. Popecki, Astrophys. J. 687, 623 (2008) ADSCrossRefGoogle Scholar
  47. J.F. Drake, M. Swizdak, Space Sci. Rev. (2012). doi: 10.1007/s11214-012-9903-3 MATHGoogle Scholar
  48. J.F. Drake, P.A. Cassak, M.A. Shay, M. Swisdak, E. Quataert, Astrophys. J. Lett. 700, L16 (2009) ADSCrossRefGoogle Scholar
  49. W. Dröge, R. Muller-Mellin, E.W. Cliver, Proc. 22nd Int. Cosmic-Ray Conf. (Dublin) 3, 300 (1991) Google Scholar
  50. D. Ellison, R. Ramaty, Astrophys. J. 298, 400 (1985) ADSCrossRefGoogle Scholar
  51. C.E. Fichtel, D.E. Guss, Phys. Rev. Lett. 6, 495 (1961) ADSCrossRefGoogle Scholar
  52. L.A. Fisk, Astrophys. J. 224, 1048 (1978) ADSCrossRefGoogle Scholar
  53. A. Fludra, J.T. Schmelz, Astron. Astrophys. 348, 286 (1999) ADSGoogle Scholar
  54. S.E. Forbush, Phys. Rev. 70, 771 (1946) ADSCrossRefGoogle Scholar
  55. U. Ganse, P. Kilian, R. Vainio, F. Spanier, Sol. Phys. 280, 551 (2012) ADSCrossRefGoogle Scholar
  56. T.L. Garrard, E.C. Stone, R.E. Vogt, in Proc. Symposium on High Energy Phenomena on the Sun, NASA SP-342, ed. by R. Ramaty, R.G. Stone (1973), p. 341 Google Scholar
  57. G. Gloeckler, J. Geiss, Space Sci. Rev. 130, 139 (2007) ADSCrossRefGoogle Scholar
  58. N. Gopalswamy, A. Lara, M.L. Kaiser, M.L. Bougeret, J. Geophys. Res. 106, 25261 (2001) ADSCrossRefGoogle Scholar
  59. N. Gopalswamy, S. Yashiro, G. Michalek, M.L. Kaiser, R.A. Howard, D.V. Reames, R. Leske, T. von Rosenvinge, Astrophys. J. Lett. 572, L103 (2002) ADSCrossRefGoogle Scholar
  60. N. Gopalswamy, S. Yashiro, S. Krucker, G. Stenborg, R.A. Howard, J. Geophys. Res. 109, A12105 (2004) ADSCrossRefGoogle Scholar
  61. N. Gopalswamy, H. Xie, S. Yashiro, I. Usoskin, Proc. 29th Int. Cosmic Ray Conf. (Pune) 1, 169 (2005) Google Scholar
  62. N. Gopalswamy, H. Xie, S. Yashiro, S. Akiyama, P. Mälekä, I.G. Usoskin, Space Sci. Rev. (2012). doi: 10.1007/s11214-012-9890-4 Google Scholar
  63. J.T. Gosling, J. Geophys. Res. 98, 18937 (1993) ADSCrossRefGoogle Scholar
  64. J.T. Gosling, E. Hildner, R.M. MacQueen, R.H. Munro, A.I. Poland, C.L. Ross, J. Geophys. Res. 79, 4581 (1974) ADSCrossRefGoogle Scholar
  65. J.T. Gosling, J.R. Asbridge, S.J. Bame, W.C. Feldman, R.D. Zwickl, G. Paschmann, N. Sckopke, R.J. Hynds, J. Geophys. Res. 86, 547 (1981) ADSCrossRefGoogle Scholar
  66. J.T. Gosling, D.N. Baker, S.J. Bame, W.C. Feldman, R.D. Zwickl, J. Geophys. Res. 92, 8519 (1987) ADSCrossRefGoogle Scholar
  67. J. Heyvaerts, E. Priest, D.M. Rust, Sol. Phys. 53, 255 (1977) ADSCrossRefGoogle Scholar
  68. K.C. Hsieh, J.A. Simpson, Astrophys. J. Lett. 162, L191 (1970) ADSCrossRefGoogle Scholar
  69. H.S. Hudson, Eos Trans. AGU 76(41), 405 (1995) ADSCrossRefGoogle Scholar
  70. H. Hudson, J. Ryan, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 33, 239 (1995) ADSCrossRefGoogle Scholar
  71. G.J. Hurford, R.A. Mewaldt, E.C. Stone, R.E. Vogt, Astrophys. J. Lett. 201, L95 (1975) ADSCrossRefGoogle Scholar
  72. J.R. Jokipii, E.N. Parker, Astrophys. J. 155, 777 (1969) ADSCrossRefGoogle Scholar
  73. F.C. Jones, D.E. Ellison, Space Sci. Rev. 58, 259 (1991) ADSCrossRefGoogle Scholar
  74. S.W. Kahler, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 30, 113 (1992) ADSCrossRefGoogle Scholar
  75. S.W. Kahler, Astrophys. J. 428, 837 (1994) ADSCrossRefGoogle Scholar
  76. S.W. Kahler, J. Geophys. Res. 106, 20947 (2001) ADSCrossRefGoogle Scholar
  77. S.W. Kahler, Space Sci. Rev. 129, 359 (2007) ADSCrossRefGoogle Scholar
  78. S.W. Kahler, E. Hildner, M.A.I. van Hollebeke, Sol. Phys. 57, 429 (1978) ADSCrossRefGoogle Scholar
  79. S.W. Kahler, N.R. Sheeley, R.A. Howard Jr., M.J. Koomen, D.J. Michels, R.E. McGuire, T.T. von Rosenvinge, D.V. Reames, J. Geophys. Res. 89, 9683 (1984) ADSCrossRefGoogle Scholar
  80. S.W. Kahler, E.W. Cliver, H.V. Cane, R.E. McGuire, R.G. Stone, N.R. Sheeley Jr., Astrophys. J. 302, 504 (1986) ADSCrossRefGoogle Scholar
  81. S.W. Kahler, R.P. Lin, D.V. Reames, R.G. Stone, M. Liggett, Sol. Phys. 107, 385 (1987) ADSCrossRefGoogle Scholar
  82. S.W. Kahler, D.V. Reames, N.R. Sheeley Jr., Astrophys. J. 562, 558 (2001) ADSCrossRefGoogle Scholar
  83. S.W. Kahler, A.J. Tylka, D.V. Reames, Astrophys. J. 701, 561 (2009) ADSCrossRefGoogle Scholar
  84. S.W. Kahler, D.K. Haggerty, I.D. Richardson, Astrophys. J. 736, 106 (2011a) ADSCrossRefGoogle Scholar
  85. S.W. Kahler, S. Krucker, A. Szabo, J. Geophys. Res. 116, A01104 (2011b) ADSCrossRefGoogle Scholar
  86. S.W. Kahler, E.W. Cliver, A.J. Tylka, W.F. Dietrich, Space Sci. Rev. (2011c). doi: 10.1007/s11214-011-9768-x Google Scholar
  87. C.F. Kennel, F.V. Coroniti, F.L. Scarf, W.A. Livesey, C.T. Russel, E.J. Smith, K.-P. Wenzel, M. Scholer, J. Geophys. Res. 91(11), 917 (1986) Google Scholar
  88. K. Knizhnik, M. Swizdak, J.F. Drake, Astrophys. J. Lett. 743, L35 (2011) ADSCrossRefGoogle Scholar
  89. W. Krittinatham, D. Ruffolo, Astrophys. J. 704, 831 (2009) ADSCrossRefGoogle Scholar
  90. M. Kundu, Solar Radio Astronomy (Wiley, New York, 1965) Google Scholar
  91. X. Landi, U. Feldman, G. Doschek, Astrophys. J. 659, 743 (2007) ADSCrossRefGoogle Scholar
  92. D. Lario, in Proc. 12 th Solar Wind Conf. AIP Conf. Proc., vol. 1216 (2010), p. 625 Google Scholar
  93. D. Lario, R.B. Decker, Geophys. Res. Lett. 29, 101393 (2002) ADSCrossRefGoogle Scholar
  94. D. Lario, A. Aran, R.B. Decker, Space Weather 6, S12001 (2008) ADSCrossRefGoogle Scholar
  95. D. Lario, A. Aran, R.B. Decker, Sol. Phys. 260, 407 (2009) ADSCrossRefGoogle Scholar
  96. M.A. Lee, J. Geophys. Res. 88, 6109 (1983) ADSCrossRefGoogle Scholar
  97. M.A. Lee, in Coronal Mass Ejections, ed. by N. Crooker, J.A. Jocelyn, J. Feynman. Geophys. Monograph, vol. 99 (AGU, Washington, 1997), p. 227 CrossRefGoogle Scholar
  98. M.A. Lee, Astrophys. J. Suppl. 158, 38 (2005) ADSCrossRefGoogle Scholar
  99. R.A. Leske, J.R. Cummings, R.A. Mewaldt, E.C. Stone, T.T. von Rosenvinge, Astrophys. J. Lett. 452, L149 (1995) ADSCrossRefGoogle Scholar
  100. R.A. Leske, R.A. Mewaldt, C.M.S. Cohen, A.C. Cummings, E.C. Stone, M.E. Wiedenbeck, T.T. von Rosenvinge, Space Sci. Rev. 130, 195 (2007) ADSCrossRefGoogle Scholar
  101. G. Li, R. Moore, R.A. Mewaldt, L. Zhao, A.W. Labrador, Space Sci. Rev. 171, 141 (2012) ADSCrossRefGoogle Scholar
  102. R.P. Lin, Sol. Phys. 12, 266 (1970a) ADSCrossRefGoogle Scholar
  103. R.P. Lin, Sol. Phys. 15, 453 (1970b) ADSCrossRefGoogle Scholar
  104. R.P. Lin, Space Sci. Rev. 16, 189 (1974) ADSCrossRefGoogle Scholar
  105. S. Liu, V. Petrosian, G.M. Mason, Astrophys. J. Lett. 613, L81 (2004) ADSCrossRefGoogle Scholar
  106. S. Liu, V. Petrosian, G.M. Mason, Astrophys. J. 636, 462 (2006) ADSCrossRefGoogle Scholar
  107. Y. Liu, J.G. Luhmann, S.D. Bale, R.P. Lin, Astrophys. J. 691, L151 (2009) ADSCrossRefGoogle Scholar
  108. K. Lodders, H. Palme, H.P. Gail, Abundances of the Elements in the Solar System, in Landolt-Börnstein, ed. by J.E. Trümper. New Series, vol. VI/4B (Springer, Berlin, 2009), pp. 560–630. Chap. 4.4 Google Scholar
  109. J.L. Lovell, M.L. Duldig, J.E. Humble, J. Geophys. Res. 103, 23,733 (1998) ADSCrossRefGoogle Scholar
  110. A. Luhn, B. Klecker, D. Hovestadt, E. Möbius, Astrophys. J. 317, 951 (1987) ADSCrossRefGoogle Scholar
  111. N. Mandzhavidze, R. Ramaty, B. Kozlovsky, Astrophys. J. 518, 918 (1999) ADSCrossRefGoogle Scholar
  112. G. Mann, H. Aurass, A. Klassen, C. Estel, B.J. Thompson, in Plasma Dynamics and Diagnostics in the Solar Transition Region and Corona, ESA SP-446, ed. by J.-C. Vial, B. Kaldeich-Schurmann (ESA, Noordwijk, 1999), p. 477 Google Scholar
  113. G. Mann, A. Klassen, H. Aurass, H.T. Classen, Astron. Astrophys. 400, 329 (2003) ADSCrossRefGoogle Scholar
  114. G.M. Mason, G. Gloeckler, D. Hovestadt, Astrophys. J. 280, 902 (1984) ADSCrossRefGoogle Scholar
  115. G.M. Mason, D.V. Reames, B. Klecker, D. Hovestadt, T.T. von Rosenvinge, Astrophys. J. 303, 849 (1986) ADSCrossRefGoogle Scholar
  116. G.M. Mason, C.K. Ng, B. Klecker, G. Green, Astrophys. J. 339, 529 (1989) ADSCrossRefGoogle Scholar
  117. G.M. Mason, J.E. Mazur, M.D. Looper, R.A. Mewaldt, Astrophys. J. 452, 901 (1995) ADSCrossRefGoogle Scholar
  118. G.M. Mason, J.E. Mazur, J.R. Dwyer, Astrophys. J. Lett. 525, L133 (1999) ADSCrossRefGoogle Scholar
  119. G.M. Mason et al., Astrophys. J. 574, 1039 (2002) ADSCrossRefGoogle Scholar
  120. G.M. Mason, J.E. Mazur, J.R. Dwyer, J.R. Jokippi, R.E. Gold, S.M. Krimigis, Astrophys. J. 606, 555 (2004) ADSCrossRefGoogle Scholar
  121. J.E. Mazur, G.M. Mason, J.R. Dwyer, J. Giacalone, J.R. Jokipii, E.C. Stone, Astrophys. J. 532, L79 (2000) ADSCrossRefGoogle Scholar
  122. K.G. McCracken, G.A.M. Dreschoff, E.J. Zeller, D.F. Smart, M.A. Shea, J. Geophys. Res. 106, 21585 (2001a) ADSCrossRefGoogle Scholar
  123. K.G. McCracken, G.A.M. Dreschoff, D.F. Smart, M.A. Shea, J. Geophys. Res. 106, 21599 (2001b) ADSCrossRefGoogle Scholar
  124. R.B. McKibben, J. Geophys. Res. 77, 3957 (1972) ADSCrossRefGoogle Scholar
  125. D.B. Melrose, Plasma Astrophysics, vol. 1 (Gordon and Breach, New York, 1980) Google Scholar
  126. D.B. Melrose, M.H. Pope, Proc. Astron. Soc. Aust. 10, 222 (1993) ADSGoogle Scholar
  127. R.A. Mewaldt, R.A. Leske, E.C. Stone, A.F. Barghouty, A.W. Labrador, C.M.S. Cohen, A.C. Cummings, A.J. Davis, T.T. von Rosenvinge, M.E. Wiedenbeck, Astrophys. J. Lett. 693, L11 (2009) ADSCrossRefGoogle Scholar
  128. R.A. Mewaldt, M.D. Looper, C.M.S. Cohen, D.K. Haggerty, A.W. Labrador, R.A. Leske, G.M. Mason, J.E. Mazur, T.T. von Rosenvinge, Space Sci. Rev. (2012). doi: 10.1007/s11214-012-9884-2 Google Scholar
  129. J.P. Meyer, Astrophys. J. Suppl. 57, 151 (1985) ADSCrossRefGoogle Scholar
  130. J.A. Miller, Eos Trans. AGU 76(41), 401 (1995) ADSCrossRefGoogle Scholar
  131. J.A. Miller, Space Sci. Rev. 86, 79 (1998) ADSCrossRefGoogle Scholar
  132. R. Mueller-Mellin, K. Roehrs, G. Wibberenz, in The sun and the heliosphere in three dimensions. Proc. 19th ESLAB Symp., Les Diablerets, Switzerland (D. Reidel Publ., Dordrecht, 1986), p. 349 CrossRefGoogle Scholar
  133. R.J. Murphy, R. Ramaty, B. Kozlovsky, D.V. Reames, Astrophys. J. 371, 793 (1991) ADSCrossRefGoogle Scholar
  134. C.K. Ng, D.V. Reames, Astrophys. J. 424, 1032 (1994) ADSCrossRefGoogle Scholar
  135. C.K. Ng, D.V. Reames, Astrophys. J. Lett. 686, L123 (2008) ADSCrossRefGoogle Scholar
  136. C.K. Ng, D.V. Reames, A.J. Tylka, Astrophys. J. 591, 461 (2003) ADSCrossRefGoogle Scholar
  137. C.K. Ng, D.V. Reames, A.J. Tylka, in Physics of the Heliosphere: A 10 Year Retrospective. AIP Conf. Proc., vol. 1436 (2012), p. 212. doi: 10.1063/1.4723610 Google Scholar
  138. N.V. Nitta, D.V. Reames, M.L. DeRosa, S. Yashiro, N. Gopalswamy, Astrophys. J. 650, 438 (2006) ADSCrossRefGoogle Scholar
  139. R. Pallavicini, S. Serio, G.S. Vaiana, Astrophys. J. 216, 108 (1977) ADSCrossRefGoogle Scholar
  140. I.D. Palmer, Rev. Geophys. Space Phys. 20, 335 (1982) ADSCrossRefGoogle Scholar
  141. M.A. Popecki, E. Möbius, B. Klecker, A.B. Galvin, L.M. Kistler, A.T. Bogdanov, Adv. Space Res. 30(1), 33 (2002) ADSCrossRefGoogle Scholar
  142. A. Posner, S. Geutersloh, B. Heber, O. Rother, Space Weather 7, 5001 (2009) ADSCrossRefGoogle Scholar
  143. R. Ramaty, R.J. Murphy, Space Sci. Rev. 45, 213 (1987) ADSCrossRefGoogle Scholar
  144. R. Ramaty et al., in Solar Flares, ed. by P.A. Sturrock (Colorado Associated Univ. Press, Boulder, 1980), p. 117 Google Scholar
  145. R. Ramaty, N. Mandzhavidze, B. Kozlovsky, R.J. Murphy, Astrophys. J. Lett. 455, L193 (1995) ADSCrossRefGoogle Scholar
  146. D.V. Reames, Astrophys. J. Lett. 330, L71 (1988) ADSCrossRefGoogle Scholar
  147. D.V. Reames, Astrophys. J. Lett. 358, L63 (1990a) ADSCrossRefGoogle Scholar
  148. D.V. Reames, Astrophys. J. Suppl. 73, 235 (1990b) ADSCrossRefGoogle Scholar
  149. D.V. Reames, Adv. Space Res. 15(7), 41 (1995a) ADSCrossRefGoogle Scholar
  150. D.V. Reames, Eos Trans. AGU 76(41), 401 (1995b) ADSCrossRefGoogle Scholar
  151. D.V. Reames, Space Sci. Rev. 85, 327 (1998) ADSCrossRefGoogle Scholar
  152. D.V. Reames, Space Sci. Rev. 90, 413 (1999) ADSCrossRefGoogle Scholar
  153. D.V. Reames, Astrophys. J. Lett. 540, L111 (2000) ADSCrossRefGoogle Scholar
  154. D.V. Reames, Astrophys. J. Lett. 571, L63 (2002) ADSCrossRefGoogle Scholar
  155. D.V. Reames, Astrophys. J. 693, 812 (2009a) ADSCrossRefGoogle Scholar
  156. D.V. Reames, Astrophys. J. 706, 844 (2009b) ADSCrossRefGoogle Scholar
  157. D.V. Reames, Sol. Phys. 265, 187 (2010) ADSCrossRefGoogle Scholar
  158. D.V. Reames, Astrophys. J. 757, 93 (2012) ADSCrossRefGoogle Scholar
  159. D.V. Reames, N. Lal, Astrophys. J. 723, 550 (2010) ADSCrossRefGoogle Scholar
  160. D.V. Reames, C.K. Ng, Astrophys. J. 504, 1002 (1998) ADSCrossRefGoogle Scholar
  161. D.V. Reames, C.K. Ng, Astrophys. J. Lett. 577, L59 (2002) ADSCrossRefGoogle Scholar
  162. D.V. Reames, C.K. Ng, Astrophys. J. 610, 510 (2004) ADSCrossRefGoogle Scholar
  163. D.V. Reames, C.K. Ng, Astrophys. J. 723, 1286 (2010) ADSCrossRefGoogle Scholar
  164. D.V. Reames, R.G. Stone, Astrophys. J. 308, 902 (1986) ADSCrossRefGoogle Scholar
  165. D.V. Reames, T.T. von Rosenvinge, R.P. Lin, Astrophys. J. 292, 716 (1985) ADSCrossRefGoogle Scholar
  166. D.V. Reames, B.R. Dennis, R.G. Stone, R.P. Lin, Astrophys. J. 327, 998 (1988) ADSCrossRefGoogle Scholar
  167. D.V. Reames, J.P. Meyer, T.T. von Rosenvinge, Astrophys. J. Suppl. 90, 649 (1994) ADSCrossRefGoogle Scholar
  168. D.V. Reames, L.M. Barbier, C.K. Ng, Astrophys. J. 466, 473 (1996) ADSCrossRefGoogle Scholar
  169. D.V. Reames, L.M. Barbier, T.T. von Rosenvinge, G.M. Mason, J.E. Mazur, J.R. Dwyer, Astrophys. J. 483, 515 (1997a) ADSCrossRefGoogle Scholar
  170. D.V. Reames, S.W. Kahler, C.K. Ng, Astrophys. J. 491, 414 (1997b) ADSCrossRefGoogle Scholar
  171. D.V. Reames, C.K. Ng, A.J. Tylka, Astrophys. J. Lett. 531, L83 (2000) ADSCrossRefGoogle Scholar
  172. D.V. Reames, A.J. Tylka, C.K. Ng, in Space Tech. and Appl. Intern. Forum, ed. by M.S. El-Genk. AIP Conf. Proc., vol. 552 (2001), p. 1185 Google Scholar
  173. D.V. Reames, S.W. Kahler, A.J. Tylka, Astrophys. J. Lett. 700, L196 (2009) ADSCrossRefGoogle Scholar
  174. D.V. Reames, C.K. Ng, A.J. Tylka, Sol. Phys. (2012). doi: 10.1007/s11207-012-0038-1 Google Scholar
  175. R.C. Reedy, in Solar Drivers of Interplanetary and Terrestrial Disturbances, vol. 95, ed. by K.S. Balasubramanian, S.L. Keil, R.N. Smartt (Astron Soc. of the Pacific, San Francisco, 1996), p. 429 Google Scholar
  176. R.C. Reedy, in 37 th Ann. Lunar Planet. Sci. Conf., Lunar and Planetary Tech. Inst. Tech Rept, vol. 37, ed. by S. Mackwell, E. Stansbery (2006), p. 1419 Google Scholar
  177. R.C. Reedy, in 43 rd Ann. Lunar Planet. Sci. Conf., Lunar and Planetary Tech. Inst. Tech Rept, vol. 43 (2012), p. 1285 Google Scholar
  178. E.C. Roelof, R.E. Gold, G.M. Simnett, S.J. Tappin, T.P. Armstrong, L.J. Lanzerotti, Geophys. Res. Lett. 19, 1243 (1992) ADSCrossRefGoogle Scholar
  179. I. Roth, M. Temerin, Astrophys. J. 477, 940 (1997) ADSCrossRefGoogle Scholar
  180. A.P. Rouillard et al., Astrophys. J. 737, 7 (2011) ADSCrossRefGoogle Scholar
  181. A.P. Rouillard et al., Astrophys. J. 752, 44 (2012) ADSCrossRefGoogle Scholar
  182. J.M. Ryan, Space Sci. Rev. 93, 581 (2000) ADSCrossRefGoogle Scholar
  183. A. Sáiz, P. Evenson, D. Ruffolo, J.W. Bieber, Astrophys. J. 626, 1131 (2005) ADSCrossRefGoogle Scholar
  184. A. Sandroos, R. Vainio, Astrophys. J. 662, L127 (2007) ADSCrossRefGoogle Scholar
  185. A. Sandroos, R. Vainio, Astron. Astrophys. 507, L21 (2009) ADSCrossRefGoogle Scholar
  186. J.T. Schmelz, D.V. Reames, R. von Steiger, S. Basu, Astrophys. J. 755, 33 (2012) ADSCrossRefGoogle Scholar
  187. C.J. Schrijver et al., J. Geophys. Res. 117, A08173 (2012) CrossRefGoogle Scholar
  188. A.T. Serlemitsos, V.K. Balasubrahmanyan, Astrophys. J. 198, 195 (1975) ADSCrossRefGoogle Scholar
  189. N.R. Sheeley Jr. et al., Sol. Phys. 45, 377 (1975) ADSCrossRefGoogle Scholar
  190. K. Shibata et al., Publ. Astron. Soc. Jpn. 44, L173 (1992) ADSGoogle Scholar
  191. M. Shimojo, K. Shibata, Astrophys. J. 542, 1100 (2000) ADSCrossRefGoogle Scholar
  192. S. Shodhan, N.S. Crooker, S.W. Kahler, R.J. Fritzenreiter, D.E. Larson, R.P. Lepping, G.L. Siscoe, J.T. Gosling, J. Geophys. Res. 105, 27261 (2000) ADSCrossRefGoogle Scholar
  193. P.L. Slocum et al., Astrophys. J. 594, 592 (2003) ADSCrossRefGoogle Scholar
  194. T.H. Stix, Waves in Plasmas (AIP, New York, 1992) Google Scholar
  195. L.C. Tan, G.M. Mason, G. Gloeckler, F.M. Ipavich, J. Geophys. Res. 94, 6554 (1989) ADSCrossRefGoogle Scholar
  196. L.C. Tan, D.V. Reames, C.K. Ng, Astrophys. J. 678, 1471 (2008) ADSCrossRefGoogle Scholar
  197. L.C. Tan, D.V. Reames, C.K. Ng, O. Saloniemi, L. Wang, Astrophys. J. 701, 1753 (2009) ADSCrossRefGoogle Scholar
  198. L.C. Tan, D.V. Reames, C.K. Ng, X. Shao, L. Wang, Astrophys. J. 728, 133 (2011) ADSCrossRefGoogle Scholar
  199. L.C. Tan, O.E. Malandraki, D.V. Reames, C.K. Ng, L. Wang, G. Dorrian, Astrophys. J. 750, 146 (2012) ADSCrossRefGoogle Scholar
  200. L.C. Tan, O.E. Malandraki, D.V. Reames, C.K. Ng, L. Wang, I. Patsou, A. Papaioannou, Astrophys. J. (2013, submitted) Google Scholar
  201. M. Temerin, I. Roth, Astrophys. J. Lett. 391, L105 (1992) ADSCrossRefGoogle Scholar
  202. T. Terasawa, M. Oka, K. Nakata, K. Keika, M. Nosé, R.W. McEntire, Y. Saito, T. Mukai, Adv. Space Res. 37, 1408 (2006) ADSCrossRefGoogle Scholar
  203. G. Thejappa, R.J. MacDowall, M. Bergamo, K. Papadopoulos, Astrophys. J. Lett. 747, L1 (2012) ADSCrossRefGoogle Scholar
  204. R. Tousey, in Space Research XIII, ed. by M.J. Rycroft, S.K. Runcorn (Academie-Verlag, Berlin, 1973), p. 173 Google Scholar
  205. B.T. Tsurutani, W.D. Gonzalez, Planet. Space Sci. 35, 405 (1987) ADSCrossRefGoogle Scholar
  206. A.J. Tylka, J. Geophys. Res. 106, 25333 (2001) ADSCrossRefGoogle Scholar
  207. A.J. Tylka, M.A. Lee, Astrophys. J. 646, 1319 (2006) ADSCrossRefGoogle Scholar
  208. A.J. Tylka, P.R. Boberg, J.H. Adams, L.P. Beahm Jr., W.F. Dietrich, T. Kleis, Astrophys. J. 444, L109 (1995) ADSCrossRefGoogle Scholar
  209. A.J. Tylka, P.R. Boberg, R.E. McGuire, C.K. Ng, D.V. Reames, in AIP Conf. Proc. 528, Acceleration and Transport of Energetic Particles Observed in the Heliosphere, ed. by R.A. Mewaldt, J.R. Jokipii, M.A. Lee, E. Möbius, T.H. Zurbuchen (AIP, Melville, 2000), p. 147 Google Scholar
  210. A.J. Tylka, C.M.S. Cohen, W.F. Deitrich, C.G. Maclennan, R.E. McGuire, C.K. Ng, D.V. Reames, Astrophys. J. Lett. 558, L59 (2001) ADSCrossRefGoogle Scholar
  211. A.J. Tylka et al., in Proc. 28th Int. Cosmic Ray Conf. (2003), p. 3305 Google Scholar
  212. A.J. Tylka, C.M.S. Cohen, W.F. Dietrich, M.A. Lee, C.G. Maclennan, R.A. Mewaldt, C.K. Ng, D.V. Reames, Astrophys. J. 625, 474 (2005) ADSCrossRefGoogle Scholar
  213. A.J. Tylka, C.M.S. Cohen, W.F. Dietrich, M.A. Lee, C.G. Maclennan, R.A. Mewaldt, C.K. Ng, D.V. Reames, Astrophys. J. Suppl. 164, 536 (2006) ADSCrossRefGoogle Scholar
  214. A.J. Tylka, O.E. Malandraki, G. Dorrian, Y.-K. Ko, R.G. Marsden, C.K. Ng, C. Tranquille, Sol. Phys. 172 (2012). doi: 10.1007/s11207-012-0064-z
  215. R. Vainio, T. Laitinen, Astrophys. J. 658, 622 (2007) ADSCrossRefGoogle Scholar
  216. R. Vainio, T. Laitinen, J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 70, 467 (2008) ADSCrossRefGoogle Scholar
  217. J.A. Van Allen, S.M. Krimigis, J. Geophys. Res. 70, 5737 (1965) ADSCrossRefGoogle Scholar
  218. W.T. Vestrand, D.J. Forrest, Astrophys. J. Lett. 409, L69 (1993) ADSCrossRefGoogle Scholar
  219. W.T. Vestrand, G.H. Share, R.J. Murphy, D.J. Forrest, E. Rieger, E.L. Chupp, G. Kanbach, Astrophys. J. Suppl. 120, 409 (1999) ADSCrossRefGoogle Scholar
  220. A.F. Viñas, M.L. Goldstein, M.H. Acuña, J. Geophys. Res. 89, 3762 (1984) ADSCrossRefGoogle Scholar
  221. R. von Steiger, N.A. Schwadron, L.A. Fisk, J. Geiss, G. Gloeckler, S. Hefti, B. Wilken, R.F. Wimmer-Schweingruber, T.H. Zurbuchen, J. Geophys. Res. 105, 27217 (2000) ADSCrossRefGoogle Scholar
  222. B. Vršnak, J. Magdalenić, H. Aurass, G. Mann, Astron. Astrophys. 396, 673 (2002) ADSCrossRefGoogle Scholar
  223. Y.-M. Wang, M. Pick, G.M. Mason, Astrophys. J. 639, 495 (2006) ADSCrossRefGoogle Scholar
  224. D.F. Webb, R.A. Howard, J. Geophys. Res. 99, 4201 (1994) ADSCrossRefGoogle Scholar
  225. G. Wibberenz, Proc. 16th Intern. Cosmic Ray Conf. (Kyoto) 14, 234 (1979) Google Scholar
  226. M.E. Wiedenbeck, G.M. Mason, C.M.S. Cohen, N.V. Nitta, R. Gomez-Herrero, D.K. Haggerty, Proc. 32nd Intern. Cosmic Ray Conf. (Beijing) 10, 206 (2011) Google Scholar
  227. J.P. Wild, S.F. Smerd, A.A. Weiss, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 1, 291 (1963) ADSCrossRefGoogle Scholar
  228. E.W. Wolff, M. Bigler, M.A.J. Curran, J.E. Dibb, M.M. Frey, M. Legrand, J.R. McConnell, Geophys. Res. Lett. 39, L08503 (2012) ADSCrossRefGoogle Scholar
  229. M.A. Xapsos, C. Stauffer, T. Jordan, J.L. Barth, R.A. Mewaldt, IEEE Trans. Nucl. Sci. 54, 1985 (2007) ADSCrossRefGoogle Scholar
  230. G.P. Zank, W.K.M. Rice, C.C. Wu, J. Geophys. Res. 105, 25079 (2000) ADSCrossRefGoogle Scholar
  231. G.P. Zank, G. Li, V. Florinski, Q. Hu, D. Lario, C.W. Smith, J. Geophys. Res. 111, A06108 (2006) ADSCrossRefGoogle Scholar
  232. G.P. Zank, G. Li, O. Verkhoglyadova, Space Sci. Rev. 130, 255 (2007) ADSCrossRefGoogle Scholar
  233. G. Zhang, L.F. Burlaga, J. Geophys. Res. 93, 2511 (1988) ADSCrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer Science+Business Media Dordrecht 2013

Authors and Affiliations

  1. 1.Institute for Physical Science and TechnologyUniversity of MarylandCollege ParkUSA

Personalised recommendations