(GLEs) observados por diferentes monitores de neutrones

Análisis de los Ground Level Enhancements (GLEs)
observados por diferentes monitores de neutrones (NM)
Edwin J. Catalán (edwin.catalan@calmanm.es)
Juan José Blanco (juan.blanco@calmanm.es)
José Medina (jose.medina@calmanm.es)
Parque Científico y Tecnológico de Guadalajara
(GUADALAB - SRG(UAH))
Análisis del GLE en un NM
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Monitor de Neutrones (NM)
➢
Ground Level Enhancement (GLE)
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Forbush Decrease (FD)
➢
Indice Dst
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Análisis de diferentes GLEs
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Conclusiones
Monitor de Neutrones (NM)
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Un monitor de neutrones mide el número de partículas de alta energía que impactan en la Tierra.
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Estas partículas, son llamados rayos cósmicos (RC).
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En el Neutron Monitor Data Base (NMDB) (http://www.nmdb.eu/).
➢
La intensidad de los RC que llegan a un NM no es uniforme.
➢
Simulación con GEANT4.
➢
El Monitor de Neutrones de Castilla-La Mancha (CaLMa) en Guadalajara .
Monitor de Neutrones (NM)
➢
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➢
➢
➢
En función de su localización geomagnética, los monitores
cuentan partículas incidentes por encima de una energía umbral.
La rigidez magnética (R) es una medida de la resistencia de una
partícula a ser desviada por un B.
Todas las partículas con la misma R, seguirán trayectorias
identicas.
NM depende de la latitud.
Las diferencias observadas en las cuentas de las diferentes
estaciones son consecuencia de su localización geomagnética.
➢
➢
➢
Un NM registra aumentos y disminuciones en la intensidad de
los RC como son los GLEs y FDs.
Los NM en los polos, registra cuentas en un rango más amplio
del espectro E.M. en comparación con el Ecuador.
CaLMa tiene una E=6.07GeV.
Ground Level Enhancement (GLE)
➢
➢
Incremento en la intensidad de los rayos cósmicos
(RC). (minutos – horas).
Están correlacionados con sucesos muy energéticos
que tiene lugar en el Sol, durante los cuales se
observan:
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- Intensas fulguraciones
➢
- Grandes eyecciones de masas coronales (EMCs).
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GLE 60 61 15 y 18 de abril 2001.
Forbush Decrease (FD)
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➢
Las fulguraciones arrojan enormes nubes de gas
caliente.
Estas nubes, llamadas CMEs (Ejecciones de
Masa Coronal), contienen no sólo gas sino
también campos magnéticos intensos.
Los campos magnéticos desvían las partículas
cargadas. En esto consiste el Descenso de
Forbush (FD).
Monitorizando estos descensos repentinos,
contrariamente a lo que se intuía, las dosis de
rayos cósmicos desciende cuando la actividad
solar es elevada.
El FD es más abrupto para cortes de rigideces (R)
menores.
FD(44) observado el 29 de octubre del 2003. (2 4 días).
Indice Dst
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➢
➢
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El Dst, proporciona una medida de la perturbación de
la componente horizontal del campo magnético
terrestre a latitudes próximas al ecuador.
El valor mínimo que alcanza se conoce con el
nombre de Dst pico y es el valor considerado para
estimar la intensidad de una tormenta.
Una tormenta será intensa si el Dst pico es menor
que -100 nT.
Se observa una primera fase (o fase principal) donde
el índice disminuye hasta valores muy negativos
debido a la inyección de una gran cantidad de
energía a la magnetosfera procedente del viento
solar, lo que conduce a un aumento en el anillo de
corriente.
En una segunda fase (o fase de recuperación), el
índice Dst se recupera con una tendencia
exponencial hasta alcanzar un valor próximo a cero,
considerándose que la magnetosfera ha recuperado
su estado de equilibrio.
El índice Dst 1-31 de Diciembre 2006 .
Relación entre GLE y fulguración
GLE
(UT)
GLE
(UT)
X-ray
(UT)
X-ray
(UT)
Número
del GLE
Fecha
Increase
rate %
Clase de
Fulguración
intensidad
Región
Activa
Posición
t_ini_GLE
t_pic_GLE
t_ini_Xray
t_pic_Xray
Dif_pic
(minutos)
v (picos)
(m/s)
x10⁸
t
(minutos)
55
6. nov.
1997
11,00%
X9,4
8100
S18W63
11:55
13:15
11:49
11:55
80
0,28
88,32
56
2. may.
1998
7,00%
X1,1
8210
S15W15
13:45
14:10
13:31
13:42
28
0,69
36,32
57
6. may.
1998
4,00%
X2,7
8210
S11W65
8:25
9:15
7:58
8:09
66
0,35
74,32
59
14. jul.
2000
30,00%
X5,7
9077
N22W07
10:30
10:55
10:03
10:25
30
0,65
38,32
60
15. abr.
2001
57,00%
X14,4
9415
S20W85
14:00
14:35
13:19
13:50
45
0,47
53,32
61
18. abr.
2001
5,00%
C2,2
9415*
S20 W
Limbo
2:25
3:10
2:11
2:45
25
0,75
33,32
67
2. nov.
2003
6,00%
X8,3
10486
S14W56
X
X
17:03
17:25
68
17. ene.
2005
3,00%
X3,8
10720
N15W25
X
X
6:59
9:52
69
20. ene.
2005
269,00%
X7,1
10720
N14W61
6:40
7:10
6:36
7:01
9
1,44
17,32
70
13. dic.
2006
92,00%
X3,4
10930
S06W23
2:35
3:05
2:14
2:40
25
0,74
33,32
Tiempo de vuelo
➢
➢
!Todas! las partículas de los
GLEs salen de la misma
región activa (AR).
La resolución es de 5 minutos.
Selección de GLEs
Revisamos los GLEs mas importantes desde
1997-2006 que abarca el ciclo solar 23.
➢
➢
Eventos GLE son seleccionados para un
Incremento > 10%.
Los eventos GLEs asociados a fulguraciones es
nuestro objetivo.
Análisis del GLE en un NM
El GLE 60 y GLE 61 se observó el 15 y 18 Abril de 2001.
ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/STP/SOLAR_DATA/SOLAR_FLARE
S/FLARES_XRAY/
Análisis del GLE en un NM
El GLE 59 se observó el 14 de Julio de 2000
(Día de la Bastilla)
Análisis del GLE en un NM
Fulguración solar X9,4. Se dió al inicio del ciclo
solar 23. AR8100, S28W63.
El GLE 55 se observó el 6 de Noviembre de 1997.
Análisis del GLE en un NM
Fulguraciones solar X7,1 acompañada de EMCs, se llevó a cabo en enero de
2005. AR10720, S06W23.
Se inició (X7,1) a las 06:36 UT y tuvo un pico de emisión a las 07:01 UT
(GOES). La fulguración dió lugar a un GLE (69) . GLE 69, t inicial fue 6:40 UT
con un pico a las 7:01 UT.
El fondo de la actividad geomagnética relativamente tranquila que luego de 2
días, llegó a un nivel correspondiente a una tormenta magnética pequeña.
GLE 69 20 de enero 2005.
Análisis del GLE en un NM
GLE70 13 de diciembre 2006.
Conclusiones
➢
➢
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➢
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NM mide aumentos y descensos de intensidad de RC solares. GLEs y FDs.
La descripción de diferentes GLEs nos provee información cualitativa sobre la
evolución de los RC solares y su efecto en la atmósfera terrestre ¿debido a A.R?.
Existe una relación importante para eventos GLEs con Fulguraciones para flujos de
0,2.10⁻⁴ W/m² y 0,3.10⁻⁵ W/m² no implican relación directa (Firoz et al., 2011).
Los tiempos de vuelos se hallan con los máximos de los picos de las Fulguraciones
y los GLEs. Su resultado es razonable.
GLEs obtenemos de la NMDB y de los satélites.
¿Podemos concluir que exista una relación directa entre GLEs y fulguraciones
directas ?.
➢
Tenemos que seguir ....
Bibliografía
➢
Dorman, L., Pustilnik L., Adv. Space Res., 31, 847:852, 2003.
➢
Kruger, H. et al., Proceedings, 1, 741:744, 2008.
➢
Belov, A. et al., Annales Geophysicae, 23, 2281:2291, 2005.
➢
Bieber, J. et al., Geophysical Research Letters, 32, L03S02, doi:10.1029 /
2004GL021492, 2005.
➢
Kuwabara, T. et al., Space Weather, 4, S08001, doi:10.1029/ 2005SW000204, 2006.
➢
Reames, D. et al., The Astrophysical Journal, 693, 812:821, 2009.
➢
Firoz, A. et al., Journal of Geophyscial Research, 116, A04101, doi:10.1029/
2010JA016171, 2011.
Agradecimientos
Agradezco a la NMDB, SOHO-EPHIN, ACE y GOES, por facilitar sus datos.
Gracias