Le mystère des rayons cosmiques de 2017
Une plongée profonde dans l'événement inhabituel des rayons cosmiques de 2017.
O. P. M. Aslam, D. MacTaggart, R. Battiston, M. S. Potgieter, M. D. Ngobeni
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Table des matières
- Qu'est-ce qui s'est passé en 2017 ?
- Qu'est-ce qu'une diminution de Forbush ?
- Enquête sur la cause
- L'hypothèse du minicycle
- L'hypothèse de l'activité solaire
- Le rôle des EMC et des vents solaires
- Collecte de données
- Les variations du flux de protons
- Comparaison entre le minicycle de 1974 et la dépression de 2017
- Conclusion sur l'événement des rayons cosmiques de 2017
- L'importance de comprendre les rayons cosmiques
- Dernières pensées
- Un peu d'humour
- Source originale
- Liens de référence
Les rayons cosmiques sont des particules à haute énergie qui voyagent dans l’espace et peuvent atteindre la Terre. Bien que la plupart des rayons cosmiques viennent du Soleil, une bonne partie vient de l’extérieur de notre système solaire. Ces particules peuvent affecter divers systèmes, y compris la technologie et l’environnement. Le flux de rayons cosmiques peut changer en fonction de plusieurs facteurs, principalement influencés par l’activité solaire.
Qu'est-ce qui s'est passé en 2017 ?
En 2017, il y a eu un événement notable impliquant les rayons cosmiques. Alors que le Soleil se rapprochait d'une période d'activité minimale, une chute significative du nombre de protons de rayons cosmiques a été enregistrée. Cette baisse a duré environ six mois, ce qui était assez inhabituel et inattendu. En général, de telles diminutions, appelées Diminutions de Forbush, sont de courte durée, souvent seulement quelques jours. Les scientifiques étaient perplexes face à cette dépression prolongée des comptes de rayons cosmiques.
Qu'est-ce qu'une diminution de Forbush ?
Une diminution de Forbush est une baisse temporaire de l’intensité des rayons cosmiques observée lorsque le Vent Solaire est particulièrement fort, souvent pendant des éruptions solaires. Ce phénomène se produit parce que les champs magnétiques du vent solaire peuvent repousser les rayons cosmiques loin de la Terre, provoquant une réduction à court terme de leurs niveaux. Cependant, la diminution des rayons cosmiques en 2017 était beaucoup plus longue que ce qu’on observe habituellement, ce qui a soulevé de nombreuses questions.
Enquête sur la cause
Pour comprendre ce qui a causé cette dépression inhabituelle des rayons cosmiques, les scientifiques ont examiné deux principales possibilités. La première idée était qu'il y avait un changement temporaire dans l'activité magnétique du Soleil, parfois appelé un minicycle. La deuxième idée concernait l'impact des événements solaires comme les éjections de masse coronale (EMC) et les interactions entre les vents solaires.
L'hypothèse du minicycle
Un minicycle est un terme utilisé pour décrire un changement court dans le champ magnétique du Soleil. Les personnes qui étudient ce domaine ont déjà observé des motifs similaires, notamment lors d'un événement en 1974 qui a duré environ un an. Dans ce cas, les chercheurs ont lié le minicycle à des changements dans le champ magnétique global du Soleil. Ils ont noté que ces changements se produisaient sans augmentation de l'activité solaire. La question s'est posée : le même phénomène a-t-il pu se produire en 2017 ?
L'hypothèse de l'activité solaire
L'hypothèse de l'activité solaire suggère que la diminution observée des rayons cosmiques était due à plusieurs phénomènes solaires, y compris les EMC et les zones où les vents solaires interagissaient avec des vents solaires plus lents. Les EMC sont de grandes éjections de vent solaire et de champs magnétiques qui se détachent de la couronne solaire. Ces événements peuvent créer des obstructions pour les rayons cosmiques, entraînant une diminution de leurs niveaux sur Terre.
Le rôle des EMC et des vents solaires
Les EMC peuvent agir comme de grands aimants dans l'espace. Lorsqu'ils se dirigent vers la Terre, ils peuvent interagir avec les rayons cosmiques, provoquant une baisse de leur intensité. Il y a aussi des régions d'interaction co-rotatives (CIR), qui se produisent lorsque le vent solaire rapide rejoint des vents solaires plus lents. Ces interactions peuvent entraîner des baisses supplémentaires des niveaux de rayons cosmiques.
Le twist intéressant en 2017, c'est que les EMC responsables de la baisse des rayons cosmiques provenaient toutes de la même zone très active sur le Soleil. Ce type de comportement n'était pas attendu alors que le Soleil se rapprochait d'une période calme connue sous le nom de minimum solaire.
Collecte de données
Pour enquêter plus en profondeur dans le mystère, les scientifiques ont analysé des données provenant de diverses sources, suivant les niveaux de rayons cosmiques et l'activité solaire. Ils ont examiné les niveaux de Flux de protons, mesurés sur différentes périodes, pour voir comment ils variaient avec les changements d'activité solaire. Cette analyse a aidé à identifier quels événements solaires étaient probablement responsables de la baisse observée des rayons cosmiques.
Les variations du flux de protons
Le flux de protons fait référence au nombre de protons détectés par unité de surface sur une période donnée. Pendant la seconde moitié de 2017, les chercheurs ont constaté que le flux de protons avait considérablement chuté pendant plusieurs mois. Cela a été documenté en utilisant des données de l'Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), qui est stationné sur la Station Spatiale Internationale.
Les données ont montré que la dépression a duré assez longtemps pour indiquer que ce n'était pas juste une réaction brève à un seul événement solaire. Au lieu de cela, cela a pointé vers une combinaison d'activités solaires travaillant ensemble dans le temps pour créer cet effet prolongé.
Comparaison entre le minicycle de 1974 et la dépression de 2017
Bien que l'idée d'un minicycle ait une histoire liée au comportement magnétique du Soleil, les preuves de 2017 ont suggéré que l'activité solaire ne pouvait pas être ignorée. Les motifs de 1974 indiquaient une séparation nette entre les changements magnétiques et les événements solaires. Cependant, les observations de 2017 ont montré qu'une forte activité solaire avait eu lieu, suggérant que les deux pourraient être connectés.
Conclusion sur l'événement des rayons cosmiques de 2017
En résumé, la dépression significative des rayons cosmiques observée en 2017 était liée à une combinaison de différents événements solaires. Bien que certaines données aient laissé entendre un comportement similaire à un minicycle, l'ensemble des preuves favorisait l'idée que diverses EMC et interactions de vents solaires étaient principalement responsables. Cet événement a mis en lumière la relation complexe entre l'activité solaire et les rayons cosmiques, révélant comment l'un peut avoir un impact significatif sur l'autre.
L'importance de comprendre les rayons cosmiques
Comprendre les rayons cosmiques est essentiel pour divers domaines, y compris l'exploration spatiale, l'aviation et même les activités quotidiennes sur Terre. Les particules à haute énergie peuvent affecter la technologie, y compris les satellites et d'autres systèmes de communication. Elles peuvent également poser des risques aux astronautes dans l'espace, ce qui rend crucial de modéliser et de prédire le comportement des rayons cosmiques avec précision.
En regardant vers l'avenir, l'étude des rayons cosmiques continuera. De futures recherches pourraient explorer d'autres particules cosmiques et leur modulation, menant à de meilleures stratégies de protection et à une compréhension plus profonde du fonctionnement de l'univers.
Dernières pensées
Dans le monde cosmique, les surprises sont la norme, et des événements comme celui vécu en 2017 nous rappellent à quel point notre soleil et l’espace peuvent être dynamiques. Bien qu'on n'ait peut-être pas toutes les réponses, la quête de connaissances dans ce domaine nous rapproche de la déchiffrer les mystères du cosmos, un proton à la fois. Alors la prochaine fois que tu entendras parler des rayons cosmiques, souviens-toi : ce sont peut-être juste la façon dont l'univers s'assure qu'on reste sur nos gardes !
Un peu d'humour
Maintenant, si les rayons cosmiques étaient des gens, ils seraient probablement les tranquilles à la fête jusqu'à ce que le Soleil lâche un peu de vapeur ! Imagine-les rebondissant autour, essayant de comprendre pourquoi ils se sentent soudainement moins populaires. "Où est passée toute l'amusement ?" ils pourraient demander. Eh bien, les rayons cosmiques, tout comme nous, doivent parfois composer avec les caprices des vents solaires !
Titre: The source of the 2017 cosmic ray half-year modulation event
Résumé: 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.
Auteurs: O. P. M. Aslam, D. MacTaggart, R. Battiston, M. S. Potgieter, M. D. Ngobeni
Dernière mise à jour: Dec 19, 2024
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2412.14907
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.14907
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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Liens de référence
- 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/