Observaciones de CRs en Tierra y Datos de sondas interplanetarias

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1 Observaciones de CRs en Tierra y Datos de sondas interplanetarias Sergio Dasso 1,2 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

2 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

3 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!

4 Dispositivo experimental Monitor de Neutrones

5 NMDB: Red de NMs

6 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

7

8 Forbush decrease observado con diferentes NMs (diferente energía de corte) Se requieren diferentes localizaciones

9 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

10 Forbush decrease Intensity deficit confined in a cone Figure credit: K. Munakata

11 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]

12 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 From The Pierre Auger Collaboration [Jinst, 2011]

13 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 :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]

14 MC overtaken by another MC Two filament eruptions MC1 MC2 ICME T exp H α MC2 ( Dasso et al., 2009 ) 1/f khz -1 MC1 alone (MC2 well behind) 3 interaction region at D ~ 0.5 AU MC1 + MC2 MC1 axial B spacecraft path across MCs axial B 2 harmonic 1 fundamental f = a n = bd 1 Wind Waves TNR receiver shock

15 MC overtaken by another MC 2.5 D ideal MHD simulation ( Xiong et al ) Results at r = 200 Rs V r t=20 h Shocks Only one B structure Rotation of B: 2 MCs Only one Vr structure V r t=53 h Shocks Only one shock (broad) Interaction => flux rope deformation

16 The ICME and its shock modulated the flux of GCRs even being at ~ 3AUs from Earth From [Dasso, Asorey, Auger, 2012]

17 Modulación diaria Dasso, Asorey, Auger [JASR, 2012] Anisotropía del flujo de partículas energéticas que llegan a la Tierra medida por primera vez en Auger, con la mas alta precisión observada

18 Energías de primarios en modo scaler en Auger 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: E mediana ~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

19 Asociación Latinoamericana de Geofísica Espacial Sitio de la Asociación: Sitio de la próxima reunión: X COLAGE, Cuzco, Peru. September 8-12, 2014

20 Forbush decrease desde el modo histograma [Asorey et al., ICRC, 2011]

21 Datos de sondas sobre condiciones del Viento Solar CDAWeb: Sonda ACE (tiempo real): OMNIWeb (Historico y continuado at 1AU): Información sobre diferentes sondas de interés (NASA):

22 Datos de Rayos Cósmicos con detectores en Tierra Neutron Monitors de Mc Murdo (y otros del Bartol): Neutron Monitors (Neutron Monitors Data Base EU): Scalers públicos de Auger:

23 Fin clase 6

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