El Misterio de los Rayos Cósmicos de 2017
Una mirada profunda al inusual evento de rayos cósmicos de 2017.
O. P. M. Aslam, D. MacTaggart, R. Battiston, M. S. Potgieter, M. D. Ngobeni
― 7 minilectura
Tabla de contenidos
- ¿Qué pasó en 2017?
- ¿Qué es una disminución de Forbush?
- Investigando la causa
- La hipótesis del miniciclo
- La hipótesis de la actividad solar
- El papel de las CME y los vientos solares
- Recopilando datos
- Las variaciones del flujo de protones
- Comparando el miniciclo de 1974 y la depresión de 2017
- Conclusión sobre el evento de rayos cósmicos de 2017
- La importancia de entender los rayos cósmicos
- Pensamientos finales
- Un poco de humor
- Fuente original
- Enlaces de referencia
Los rayos cósmicos son partículas de alta energía que viajan a través del espacio y pueden llegar a la Tierra. Aunque la mayoría de los rayos cósmicos provienen del Sol, una buena cantidad viene de fuera de nuestro sistema solar. Estas partículas pueden afectar varios sistemas, incluyendo la tecnología y el medio ambiente. El flujo de rayos cósmicos puede cambiar por varios factores, principalmente impulsado por la actividad solar.
¿Qué pasó en 2017?
En 2017, hubo un evento notable relacionado con los rayos cósmicos. A medida que el Sol se acercaba a un período de mínima actividad, se registró una caída significativa en el número de protones de rayos cósmicos. Esta caída duró aproximadamente medio año, lo que fue bastante inusual e inesperado. Normalmente, tales disminuciones, llamadas Disminuciones de Forbush, son de corta duración, a menudo solo unos pocos días. Los científicos se quedaron perplejos por esta depresión prolongada en los conteos de rayos cósmicos.
¿Qué es una disminución de Forbush?
Una disminución de Forbush es una caída temporal en la intensidad de los rayos cósmicos que se observa cuando el Viento Solar es particularmente fuerte, a menudo durante erupciones solares. Este fenómeno ocurre porque los campos magnéticos del viento solar pueden empujar los rayos cósmicos lejos de la Tierra, causando una reducción a corto plazo en sus niveles. Sin embargo, la disminución de los rayos cósmicos en 2017 fue mucho más larga de lo que normalmente se ve, lo que planteó muchas preguntas.
Investigando la causa
Para entender qué causó esta inusual depresión en los rayos cósmicos, los científicos exploraron dos posibilidades principales. La primera idea era que hubo un cambio temporal en la actividad magnética del Sol, a veces referido como un miniciclo. La segunda idea implicaba examinar el impacto de eventos solares como las eyecciones de masa coronal (CME) y las interacciones entre los vientos solares.
La hipótesis del miniciclo
Un miniciclo es un término utilizado para describir un cambio corto en el campo magnético del Sol. Las personas que estudian este campo han visto patrones similares antes, notablemente en un evento de 1974 que duró alrededor de un año. En ese caso, los investigadores conectaron el miniciclo con cambios en el campo magnético global del Sol. Notaron que estos cambios ocurrieron sin un aumento en la actividad solar. Surgió la pregunta: ¿podría haber ocurrido algo similar en 2017?
La hipótesis de la actividad solar
La hipótesis de actividad solar sugiere que la disminución observada de rayos cósmicos se debió a múltiples fenómenos solares, incluyendo CME y regiones donde los vientos solares interactuaron con vientos solares más lentos. Las CME son grandes explosiones de viento solar y campos magnéticos que se elevan por encima de la corona solar. Estos eventos pueden crear obstrucciones para los rayos cósmicos, lo que provoca una disminución en sus niveles en la Tierra.
El papel de las CME y los vientos solares
Las CME pueden ser como grandes imanes en el espacio. Cuando se dirigen hacia la Tierra, pueden interactuar con los rayos cósmicos, causando una caída en su intensidad. También hay regiones de interacción corotante (CIR), que ocurren cuando un viento solar rápido alcanza a vientos solares más lentos. Estas interacciones pueden llevar a bajones adicionales en los niveles de rayos cósmicos.
Lo interesante de 2017 fue que las CME responsables de la caída de rayos cósmicos provenían todas de la misma área muy activa en el Sol. Este tipo de comportamiento no era esperado ya que el Sol se acercaba a un período tranquilo conocido como mínimo solar.
Recopilando datos
Para profundizar en el misterio, los científicos analizaron datos de diversas fuentes, rastreando niveles de rayos cósmicos y actividad solar. Miraron los niveles de Flujo de protones, medidos en diferentes períodos, para ver cómo variaban con los cambios en la actividad solar. Este análisis ayudó a identificar qué eventos solares eran probablemente responsables de la caída de rayos cósmicos observada.
Las variaciones del flujo de protones
El flujo de protones se refiere al número de protones detectados por unidad de área durante un tiempo determinado. Durante la segunda mitad de 2017, los investigadores encontraron que el flujo de protones cayó significativamente durante varios meses. Esto fue documentado usando datos del Espectrómetro Magnético Alpha (AMS-02), que está en la Estación Espacial Internacional.
Los datos mostraron que la depresión duró lo suficiente como para indicar que era más que una simple reacción breve a un solo evento solar. En cambio, apuntó hacia una combinación de actividades solares trabajando juntas a lo largo del tiempo para crear este efecto prolongado.
Comparando el miniciclo de 1974 y la depresión de 2017
Aunque la idea de un miniciclo tiene una historia de estar vinculada al comportamiento magnético del Sol, la evidencia de 2017 sugirió que la actividad solar no podía ser ignorada. Los patrones de 1974 indicaron una separación clara entre los cambios magnéticos y los eventos solares. Sin embargo, las observaciones de 2017 mostraron que había ocurrido una fuerte actividad solar, sugiriendo que los dos podrían estar conectados.
Conclusión sobre el evento de rayos cósmicos de 2017
En resumen, la significativa depresión de rayos cósmicos observada en 2017 estuvo vinculada a una combinación de diferentes eventos solares. Aunque algunos datos insinuaron un comportamiento similar al de un miniciclo, la evidencia general favoreció la noción de que varias CME e interacciones de viento solar fueron las principales responsables. Este evento destacó la relación compleja entre la actividad solar y los rayos cósmicos, revelando cómo uno puede impactar significativamente al otro.
La importancia de entender los rayos cósmicos
Entender los rayos cósmicos es esencial para una variedad de campos, incluyendo la exploración espacial, la aviación y hasta actividades cotidianas en la Tierra. Las partículas de alta energía pueden afectar la tecnología, incluyendo satélites y otros sistemas de comunicación. También pueden representar riesgos para los astronautas en el espacio, haciendo crucial modelar y predecir el comportamiento de los rayos cósmicos de manera precisa.
A medida que miramos hacia el futuro, el estudio de los rayos cósmicos continuará. Las investigaciones futuras pueden explorar otras partículas cósmicas y su modulación, llevando a mejores estrategias de protección y una comprensión más profunda del funcionamiento del universo.
Pensamientos finales
En el mundo cósmico, las sorpresas son la norma, y eventos como el que se experimentó en 2017 nos recuerdan lo dinámico que puede ser nuestro sol y el espacio. Aunque puede que no tengamos todas las respuestas, la búsqueda de conocimiento en este campo nos acerca a desentrañar los misterios del cosmos, un protón a la vez. Así que la próxima vez que escuches sobre los rayos cósmicos, recuerda: ¡puede que solo sean la forma del universo de mantenernos alerta!
Un poco de humor
Ahora, si los rayos cósmicos fueran personas, probablemente serían los calladitos en la fiesta hasta que el Sol suelta un poco de vapor. ¡Imagínalos rebotando, tratando de entender por qué de repente se sienten menos populares! "¿Dónde se fue toda la diversión?" podrían preguntar. Bueno, rayos cósmicos, al igual que nosotros, a veces tienen que lidiar con los caprichos de los vientos solares.
Fuente original
Título: The source of the 2017 cosmic ray half-year modulation event
Resumen: In 2017, as the solar cycle approached solar minimum, an unusually long and large depression was observed in galactic cosmic ray (GCR) protons, detected with the Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), lasting for the second half of that year. The depression, as seen in the Bartel rotation-averaged proton flux, has the form of a Forbush decrease (FD). Despite this resemblance, however, the cause of the observed depression does not have such a simple explanation as FDs, due to coronal mass ejections (CMEs), typically last for a few days at 1 AU rather than half a year. In this work, we seek the cause of the observed depression and investigate two main possibilities. First, we consider a mini-cycle - a temporary change in the solar dynamo that changes the behavior of the global solar magnetic field and, by this, the modulation of GCRs. Secondly, we investigate the behavior of solar activity, both CMEs and co-rotating/stream interactions regions (C/SIRs), during this period. Our findings show that, although there is some evidence for mini-cycle behavior prior to the depression, the depression is ultimately due to a combination of recurrent CMEs, SIRs and CIRs. A particular characteristic of the depression is that the largest impacts that help to create and maintain it are due to four CMEs from the same, highly active, magnetic source that persists for several solar rotations. This active magnetic source is unusual given the closeness of the solar cycle to solar minimum, which also helps to make the depression more evident.
Autores: O. P. M. Aslam, D. MacTaggart, R. Battiston, M. S. Potgieter, M. D. Ngobeni
Última actualización: 2024-12-19 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2412.14907
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.14907
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.
Gracias a arxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.
Enlaces de referencia
- https://www.tug.org/applications/hyperref/manual.html#x1-40003
- https://cosmicrays.oulu.fi/
- https://omniweb.gsfc.nasa.gov/
- https://wso.stanford.edu/Tilts.html
- https://www.spaceweather.gc.ca/forecast-prevision/solar-solaire/solarflux/sx-5-flux-en.php
- https://izw1.caltech.edu/ACE/ASC/DATA/level3/icmetable2.html
- https://helioforecast.space/icmecat
- https://space.ustc.edu.cn/dreams/wind_icmes/
- https://stereo-ssc.nascom.nasa.gov/data/ins_data/impact/level3/LanJian_STEREO_CME_List.txt
- https://stereo-ssc.nascom.nasa.gov/data/ins_data/impact/level3/LanJian_STEREO_SIR_List.txt
- https://www.solarmonitor.org/
- https://helio.mssl.ucl.ac.uk/helio-vo/solar_activity/arstats/