Nouvelles perspectives du catalogue des particules énergétiques solaires

Les événements de particules énergétiques solaires (SEP) sont des explosions de particules énergétiques qui viennent du Soleil. Ils sont liés à des activités solaires comme les Éruptions solaires et les éjections de masse coronale (CME). Ces événements peuvent être classés de différentes manières, en se concentrant sur leurs propriétés clés, comme s'ils sont impulsifs ou graduels. Les événements impulsifs sont généralement associés à des éruptions, tandis que les événements graduels sont liés à des CME rapides et étendues.

Bien que les scientifiques aient une idée générale de l'origine de ces Événements SEP, il reste encore beaucoup de questions concernant la manière dont les ions et les Électrons sont accélérés et transportés pendant ces occurrences. Un des principaux défis pour comprendre ces événements est que les chercheurs manquent souvent de données d'observation suffisantes. Les éruptions solaires peuvent remplir de grandes parties du système solaire interne avec des particules énergétiques, rendant difficile de déterminer si ce que nous observons est dû à la source des particules ou à leur dispersion.

Avec de nouvelles missions comme Solar Orbiter et Parker Solar Probe, nous avons maintenant une super occasion d'étudier ces événements sous différents angles avec plusieurs vaisseaux. Avec des missions plus anciennes comme SOHO et Wind, ainsi que BepiColombo, ces vaisseaux rassemblent une gamme d'observations. Leurs orbites variées aident les scientifiques à examiner les événements SEP sous différents angles, permettant une meilleure analyse.

#Le Projet SERPENTINE

La plateforme d'analyse des particules énergétiques solaires pour l'héliosphère interne (SERPENTINE) a été mise en place pour traiter les questions clés concernant les événements SEP. Financé par l'Union européenne, SERPENTINE utilise les données d'une flotte de vaisseaux dans le système solaire interne pour explorer ces événements de particules énergétiques et leurs origines. L'un des principaux résultats de ce projet est un catalogue d'événements SEP que les chercheurs peuvent utiliser pour obtenir des informations sur ces phénomènes.

Cet article discute du dernier catalogue de SERPENTINE des événements SEP observés par plusieurs vaisseaux pendant le cycle solaire 25. Le catalogue est basé sur les observations de plusieurs vaisseaux, dont Solar Orbiter, Parker Solar Probe, STEREO A, BepiColombo, et les vaisseaux proches de la Terre Wind et SOHO. Il inclut des paramètres cruciaux liés aux événements de Protons et d'électrons, ainsi que des détails sur les éruptions solaires et les éclats radio associés.

#Ce que Contient le Catalogue

La dernière version du catalogue comprend 45 événements qui se sont produits entre novembre 2020 et mai 2023. Cela inclut un mélange d'événements répandus et ceux avec une portée plus étroite. Le catalogue décrit les paramètres clés pour les protons de 25 MeV et différents niveaux d'énergie des électrons. Il note aussi des détails de base concernant les éruptions solaires et les éclats radio associés, ainsi que les positions des observateurs et des sources solaires.

Un événement est inclus dans le catalogue si au moins deux vaisseaux détectent un événement de protons notable. Les temps de début des SEP sont déterminés en utilisant une méthode statistique. Les temps de pic et les intensités sont aussi répertoriés, tenant compte de l'intensité maximale observée globalement. Quand plusieurs vaisseaux sont impliqués, le premier début observé est utilisé pour cette détermination.

#Comment les SEP sont Observés

Les vaisseaux de ce projet ont des instruments qui mesurent des particules énergétiques. Cela inclut des protons et des électrons à différents niveaux d'énergie. Par exemple, Solar Orbiter a des détecteurs qui mesurent les particules, tandis que Parker Solar Probe et les missions STEREO ont leurs propres systèmes pour recueillir des données.

Le catalogue fournit des plages d'énergie spécifiques pour différentes particules capturées par divers vaisseaux. Cela aide les chercheurs à s'assurer que les mesures qu'ils utilisent sont le plus proches possible. Les instruments ont des capacités légèrement différentes, donc les chercheurs travaillent pour trouver les meilleures données pour la comparaison.

#Niveaux d'Énergie et Mesures

Le catalogue vise à couvrir trois combinaisons clés d'énergies de particules : protons de 25 MeV, et électrons de 100 keV et de plus haute énergie. Les données permettent aux scientifiques de visualiser les paramètres SEP capturés par différents vaisseaux, qui travaillent ensemble pour fournir une vue plus complète de ces événements.

Les chercheurs s'assurent aussi d'identifier les éruptions solaires associées et les éclats radio de type II qui se produisent pendant ou après les événements SEP. Les informations sur les éruptions viennent généralement d'observations basées dans l'espace. Dans ce cas, l'observatoire X de GOES est souvent utilisé pour l'identification des éruptions.

#Critères de Sélection des Événements

Pour garantir l'exactitude du catalogue des événements, les chercheurs ont des critères spécifiques pour sélectionner les événements. Ils commencent par des événements de protons énergétiques observés dans la plage de 25 MeV. En utilisant une inspection visuelle des données, ils recherchent des augmentations significatives des comptes de particules au-dessus des niveaux de fond typiques.

Ensuite, un événement doit être observé par au moins deux vaisseaux différents. Les positions changeantes des vaisseaux mènent à une variété de situations scientifiques, permettant d'étudier à la fois des événements répandus et à portée étroite.

Le catalogue décrit aussi l'observation des améliorations temporelles des flux de particules à travers les différents vaisseaux impliqués dans la recherche. Des informations clés concernant les éruptions solaires associées sont incluses pour les événements où une éruption a été observée.

#Paramètres SEP et Leur Détermination

Pour chaque événement listé dans le catalogue, plusieurs paramètres SEP sont analysés. Cela inclut les temps de début, les temps de pic, et d'autres caractéristiques importantes liées aux événements.

Pour déterminer les temps de début, les chercheurs utilisent une méthode statistique appelée analyse Poisson-CUSUM. Cette méthode aide à identifier clairement quand les particules énergétiques commencent à apparaître pour un vaisseau. La dernière partie de l'événement, y compris les temps de pic et l'intensité globale, est aussi soigneusement analysée pour fournir des données fiables.

Les chercheurs appliquent un strict moyennage temporel pour s'assurer que les temps affichés dans le catalogue sont précis. Cela est crucial pour comprendre le timing de ces événements de particules énergétiques et leur relation avec les éruptions solaires.

#Association avec les Éruptions et les Éclats Radio

Quand un événement SEP est détecté, les chercheurs cherchent des éruptions solaires liées. Ils s'appuient sur plusieurs sources pour trouver les meilleurs candidats pour des éruptions qui pourraient mener aux événements de particules énergétiques observés. Les éruptions choisies sont généralement celles qui se produisent peu avant ou autour du moment du début du SEP et sont situées dans une position susceptible de se connecter avec le vaisseau observateur.

L'identification des éclats radio de type II métrique et décamétrique est aussi une partie importante du catalogue des événements. Les chercheurs vérifient la présence de ces éclats, car ils fournissent un contexte supplémentaire pour les événements SEP et peuvent indiquer la présence de chocs dans l'atmosphère solaire.

#Résumé des Résultats

Le catalogue multi-vaisseaux SEP fournit un aperçu détaillé de 45 événements significatifs du cycle solaire 25. Au sein de ces événements, les chercheurs ont identifié des pics dans les intensités de protons et d'électrons qui peuvent être pertinents pour comprendre la météo spatiale.

Le catalogue donne une vue d'ensemble de la façon dont ces événements de particules énergétiques se propagent et comment ils peuvent être mesurés depuis différents points de vue dans l'espace. La variété des instruments utilisés et leur emplacement aident les scientifiques à analyser les facteurs contribuant à ces explosions énergétiques.

Chaque événement SEP dans le catalogue est une collaboration entre plusieurs vaisseaux, créant un ensemble de données riche disponible pour de futures recherches. Ces données seront cruciales pour améliorer notre compréhension de la dynamique solaire et pour améliorer la prévision des événements de météo spatiale.

Les chercheurs espèrent élargir le catalogue à mesure que davantage de données deviennent disponibles et que la compréhension des événements SEP continue d'évoluer. Ils espèrent que ce projet servira de ressource pour les scientifiques et les passionnés intéressés par la physique solaire et ses implications pour la prévision de la météo spatiale.

La collaboration de plusieurs vaisseaux et l'analyse approfondie des événements SEP contribuent significativement à notre compréhension de l'activité solaire et de son potentiel impact sur la Terre. Ce travail en cours promet d'apporter plus d'informations sur la façon dont les particules énergétiques interagissent avec notre système solaire, améliorant notre compréhension du comportement du Soleil et de ses effets sur notre planète.