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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
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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
Astropartículas y Física Solar – LAGO. Univ. San Francisco de Quito, 20-24 enero, 2014
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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!
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Monitor de Neutrones
Dispositivo experimental
00101010
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NMDB: Red de NMs http://www.nmdb.eu/
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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’
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Forbush decrease observado con diferentes NMs
(diferente energía de corte)
Se requieren diferentes
localizaciones
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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
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Intensity deficit confined in a cone
Figure credit: K. Munakata
Forbush decrease
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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]
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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]
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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]
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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
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( 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
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The ICME and its shock modulated the flux of GCRs even being at ~ 3AUs from Earth
From [Dasso, Asorey, Auger, 2012]
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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
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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
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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
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http://www.alage.org/�http://www.alage.org/public/1/es/colage-x.jsf�
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[Asorey et al., ICRC, 2011]
Forbush decrease desde el modo histograma
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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
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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�
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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
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http://neutronm.bartol.udel.edu/�http://www.nmdb.eu/�http://www.nmdb.eu/�http://auger.colostate.edu/ED/scaler.php�
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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