宇宙射线粒子(例如电子和质子)在太空中的运动受到太阳磁场的影响，导致到达地球的银河宇宙射线(GCR)强度随太阳周期发生波动。在太阳活动低的时期，例如太阳活动极小期，与太阳活动高的时期相比，观测到更多的GCR到达地球。GCR通量与太阳活动之间的这种负相关被称为“太阳调制”。

量热电子望远镜捕获电荷符号相关的宇宙射线调制

具体而言，地球上GCR的强度受日光层电流片(HCS)倾斜角的影响，日光层电流片是一个螺旋面，将源自太阳两极的反向磁场线的方向分开。随着HCS倾斜角的增加，地球上的宇宙射线强度降低。

根据日光层GCR传输的漂移模型，如果磁场在北半球远离太阳，在南半球朝向太阳，则GCR中带负电的电子倾向于沿着HCS到达地球.相比之下，带正电的质子从日光层极区到达地球，这表明GCR电子在穿过HCS到达地球时比质子更受太阳调制的影响。

虽然先前在太空气球和空间实验中对宇宙射线粒子的观察表明，在太阳周期期间带正电和带负电的GCR粒子通量之间存在差异，但尚不清楚粒子电荷是否在GCR强度与HCS的倾斜角。

现在，在最近对国际空间站“基博”暴露设施(EF)上的量热电子望远镜(CALET)进行的六年GCR带电粒子观察中，研究人员发现这种反相关实际上是，电子比质子更突出。

这项发表在PhysicalReviewLetters上的研究由来自日本的三位研究人员共同领导，他们分别是早稻田大学早稻田科学与工程研究所(RISE)的副教授YosuiAkaike、日本国立工业大学的副教授ShokoMiyake(KOSEN)在茨城大学和信州大学的KazuokiMunakata教授。它还包括来自RISE的名誉教授ShojiTorii的贡献。

“使用CALET，我们在六年多的时间里成功地观察到了GCR的电荷符号依赖太阳能调制，”Akaike说。

研究人员分析了从2015年到2021年的六年期间分别在大约196小时和197小时内收集到的超过77万个电子和126万个质子，这恰逢第24个太阳活动周期结束和第25个太阳活动周期开始，当前的太阳周期。

研究结果表明，在接近第24个太阳活动周期末期的太阳低活动状态期间，其特征是太阳黑子数量和HCS倾斜角减少，电子和质子计数率均较低但逐渐增加。这一趋势随着第25个太阳周期的开始而持续，在2019年12月周期开始六个月后电子计数率达到峰值。

此后，随着太阳活动和HCS倾斜角的增加，电子和质子计数率逐渐下降。此外，结果表明，在此期间电子计数率的变化明显高于质子，这表明电子更容易受到太阳调制的影响，正如漂移模型所预测的那样。

“这是漂移效应的明显标志，主导了用单个探测器观察到的GCR的长期太阳能调制，”Akaike强调说。

总的来说，分析GCR可以为宇宙的组成和宇宙射线中观察到的高能粒子的加速机制提供重要的线索。因此，CALET所做的观测可以帮助更好地了解太空天气及其对月球和其他行星(如火星)上潜在生命可能性的影响。