Observaciones de CRs en Tierra y Datos de sondas...

Observaciones de CRs en Tierra y Datos de sondas interplanetarias

Sergio Dasso1,2 1 Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE), CONICET-UBA, Argentina

2 Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, UBA, Argentina

Departamento de Física Juan José Giambiagi

Astropartículas y Física Solar – LAGO. Univ. San Francisco de Quito, 20-24 enero, 2014

Clase 6: •La Tierra como una gran sonda espacial:

Neutron Monitors •Forbush Decreases

•Modo scaler en Auger •Forbush usando scaler Auger

•Forbush usando modo histograma •Sites de bases de datos públicas


Neutron Monitor: Mide una señal que es proporcional al número de CRs

que llegan a la superficie de la Tierra

• Detector de CRs típico desde los 1960’s • PERO … NO PUEDE DISCRIMINAR ENERGÍAS!

Monitor de Neutrones

Dispositivo experimental

00101010


NMDB: Red de NMs http://www.nmdb.eu/


Variabilidad en flujo de CRs observada en Tierra con ‘Neutron Monitors’

1. Variación con presión atmosférica

2. Variación con latitud geomagnética

3. Variación con longitud geomagnética

4. Variación en respuesta al ciclo solar de 11 años (22 años)

5. Repetición en modulación asociado con rotación solar

6. ‘Forbush decrease’ and ‘Ground Level Enhancements’

Forbush decrease observado con diferentes NMs

(diferente energía de corte)

Se requieren diferentes

localizaciones


Forbush decrease Originalmente, se creyó que era un decrecimiento debido a

efectos de botella magnética que no permitía ingreso de CRs al interior de Nuber Magnéticas

Intensity deficit confined in a cone

Figure credit: K. Munakata

Forbush decrease


Two step structure of Forbush decreases During Forbush decreases, the Earth arrival of the GCR flux is modulated by the local magnetic topology inside ICMEs (local

effect) AND by the shock (no-local effect)

[Wibberenz et al., SSR, 1998]


Scaler rate averaged over time bins of 5 minutes and over all detectors in the array (solid line); and atmospheric pressure (dashed line, note the reversed scale for

pressure) for the first 10 days of May 2007.

From The Pierre

Auger Collaboration [Jinst, 2011]


Pressure-corrected scaler rate (red solid line) for the 15 May 2005 Forbush event, compared with Los Cerrillos (Chile) NM (blue dashed line).

A 2.9% decrease is observed, peaked at 15 May 2005 08:05 UTC, taking about 6h45 (vertical lines) to reach the peak value, and about nine days to recover up to the scaler rate average for May 2005 (red dashed line).

Similar daily variations in the flux are seen at both observatories.

From The Pierre Auger

Collaboration [Jinst, 2011]


MC overtaken by another MC

Texp

ICME

MC1 MC2

1

2

3

shock

1/f kHz-1

harmonic

fundamental

MC1 alone (MC2 well behind)

Wind Waves TNR receiver

MC1 + MC2 interaction region at D ~ 0.5 AU

Two filament eruptions

Hα

( Dasso et al., 2009 )

MC2

MC1

spacecraft path across

MCs

axial B

axial B

1−== bDnafAstropartículas y Física Solar – LAGO. Univ. San Francisco de Quito, 20-24 enero, 2014

( Xiong et al. 2007 ) 2.5 D ‘ideal’ MHD simulation

MC overtaken by another MC

t=53 h Vr Shocks

t=20 h Vr

Shocks

Only one shock (broad)

Results at r = 200 Rs

Only one Vr structure

Only one |B| structure

Rotation of B: 2 MCs

Interaction => flux rope deformation


The ICME and its shock modulated the flux of GCRs even being at ~ 3AUs from Earth

From [Dasso, Asorey, Auger, 2012]


Dasso, Asorey, Auger [JASR, 2012]

Modulación diaria

Anisotropía del flujo de partículas energéticas que llegan a la Tierra medida por primera vez en Auger, con la mas alta precisión observada


Dasso, Asorey, Auger [JASR, 2012]

En 2012 determinamos por primera vez el valor de la energía típica (mediana) de los rayos cósmicos primarios que se observan con los tanques de Auger en el modo de

radiación de fondo: Emediana ~90 GeV

Las partículas primarias en el rango 10 GeV - 1 TeV proveen la máxima contribución a la señal, una fracción del 90% del número de cuentas total

Energías de primarios en modo scaler en Auger


Asociación Latinoamericana de Geofísica Espacial

Sitio de la Asociación: http://www.alage.org/ Sitio de la próxima reunión: http://www.alage.org/public/1/es/colage-x.jsf X COLAGE, Cuzco, Peru. September 8-12, 2014


http://www.alage.org/�http://www.alage.org/public/1/es/colage-x.jsf�

[Asorey et al., ICRC, 2011]

Forbush decrease desde el modo histograma


Datos de sondas sobre condiciones del Viento Solar CDAWeb: http://cdaweb.gsfc.nasa.gov/cdaweb/istp_public/ Sonda ACE (tiempo real): http://www.swpc.noaa.gov/ace/ OMNIWeb (Historico y continuado at 1AU): http://omniweb.gsfc.nasa.gov/ Información sobre diferentes sondas de interés (NASA): http://spdf.gsfc.nasa.gov/data_orbits.html


http://cdaweb.gsfc.nasa.gov/cdaweb/istp_public/�http://www.swpc.noaa.gov/ace/�http://omniweb.gsfc.nasa.gov/�http://spdf.gsfc.nasa.gov/data_orbits.html�

Datos de Rayos Cósmicos con detectores en Tierra Neutron Monitors de Mc Murdo (y otros del Bartol): http://neutronm.bartol.udel.edu/ Neutron Monitors (Neutron Monitors Data Base EU): http://www.nmdb.eu/ Scalers públicos de Auger: http://auger.colostate.edu/ED/scaler.php


http://neutronm.bartol.udel.edu/�http://www.nmdb.eu/�http://www.nmdb.eu/�http://auger.colostate.edu/ED/scaler.php�

Fin clase 6

Observaciones de CRs en Tierra y Datos de sondas interplanetariasSlide Number 2Slide Number 3Monitor de NeutronesNMDB: Red de NMs �http://www.nmdb.eu/Slide Number 6Slide Number 7Slide Number 8Slide Number 9Slide Number 10Two step structure of Forbush decreasesScaler rate averaged over time bins of 5 minutes and over all detectors in the array (solid line); and atmospheric pressure (dashed line, note the reversed scale for pressure) for the first 10 days of May 2007.Pressure-corrected scaler rate (red solid line) for the 15 May 2005 Forbush event, compared with Los Cerrillos (Chile) NM (blue dashed line). �A 2.9% decrease is observed, peaked at 15 May 2005 08:05 UTC, taking about 6h45 (vertical lines) to reach the peak value, and about nine days to recover up to the scaler rate average for May 2005 (red dashed line). �Similar daily variations in the flux are seen at both observatories.Slide Number 14Slide Number 15Slide Number 16Dasso, Asorey, Auger [JASR, 2012]Dasso, Asorey, Auger [JASR, 2012]Asociación Latinoamericana de Geofísica Espacial�[Asorey et al., ICRC, 2011]Slide Number 21Slide Number 22Fin clase 6

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