Comportement des rayons cosmiques pendant les récents minima solaires

Les minima solaires de 2009 et 2020 étaient marqués par un manque d'Activité Solaire et une hausse notable des Rayons cosmiques galactiques (GCR). Les GCR sont des particules énergétiques qui viennent de l'extérieur de notre système solaire. Pendant ces périodes, les niveaux de GCR ont atteint des sommets inédits, ce qui est étrange. Avant, il y avait un lien fort entre les niveaux de GCR et les rayons cosmiques anormaux (ACR), qui sont des particules de notre système solaire. Cependant, durant ces derniers minima, les niveaux d'ACR n'ont pas suivi les niveaux élevés de GCR. Cet article examine pourquoi les GCR et les ACR se sont comportés différemment à ces moments-là.

#Hauts niveaux de rayons cosmiques galactiques

Le minimum solaire de 2009 a établi des records pour les niveaux de GCR, qui étaient environ 20 % à 26 % plus élevés que ceux observés pendant le minimum de 1997-1998. Cette hausse était surprenante parce qu'on pensait que les conditions allaient entraîner des niveaux plus bas de GCR. Le cycle de polarité magnétique unique de 2009 prédisait normalement une baisse des GCR, mais c'est l'inverse qui s'est produit. Les prédictions laissaient entendre que les niveaux de GCR seraient encore plus élevés en 2020 si les conditions restaient similaires. Cela s'est confirmé, puisque les niveaux de GCR en 2020 étaient même plus élevés qu'en 2009, montrant une tendance significative.

#Observations au sol

Les Moniteurs de neutrons (MN) mesurent les niveaux de rayons cosmiques sur Terre. Les données ont montré que les niveaux de GCR étaient particulièrement élevés en 2009, avec des augmentations par rapport aux cycles précédents. Des observations à long terme des MN sud-africains ont révélé que les niveaux de GCR en 2009 étaient plus élevés que ceux du cycle de 1987, tandis que les niveaux de 2020 dépassaient ceux de 1997 et 1975. Ce schéma continuait à soulever des questions sur l'influence des conditions solaires sur les niveaux de rayons cosmiques.

#Exploration des rayons cosmiques anormaux

Contrairement aux GCR, les ACR n'ont pas montré de niveaux similaires élevés pendant les minima solaires. Les intensités d'ACR n'ont atteint que 90 % de leurs niveaux précédents de 1997 durant le minimum de 2009. Ce schéma s'est maintenu en 2020, suggérant un changement dans la façon dont ces particules sont influencées par l'activité solaire. Le comportement des ACR pourrait être lié aux conditions solaires plus calmes. Quand l'activité solaire est faible, il y a moins de particules pour accélérer les ACR. Cela conduit à une intensité d'ACR plus faible même lorsque les intensités de GCR sont élevées.

#Le rôle de l'activité solaire

L'activité solaire a un effet significatif sur les rayons cosmiques. Une activité solaire plus faible réduit la modulation des GCR, leur permettant d'atteindre des niveaux plus élevés. Pendant les périodes solaires tranquilles, le champ magnétique est plus faible et moins turbulent. Cela influence la façon dont les rayons cosmiques se dispersent. L'affaiblissement du vent solaire permet à plus de GCR d'entrer dans l'héliosphère, tandis que les mêmes conditions freinent l'accélération des ACR.

#Le modèle de comportement des rayons cosmiques

Pour comprendre les différences dans les niveaux de rayons cosmiques, les chercheurs ont créé un modèle qui simule comment les rayons cosmiques se comportent lorsqu'ils sont influencés par des conditions solaires. Ce modèle prend en compte comment les GCR et les ACR sont accélérés et transportés dans l'espace. Il étudie divers facteurs, y compris le champ magnétique et les conditions du vent solaire. En ajustant les paramètres dans le modèle, les chercheurs peuvent mieux visualiser comment les rayons cosmiques se comportent dans différentes circonstances.

#Le Processus d'accélération

Les rayons cosmiques sont accélérés au choc de terminaison, où le vent solaire rencontre le milieu interstellaire. Le modèle a montré que lorsque les conditions sont plus calmes, les niveaux de GCR augmentent parce qu'ils peuvent se diffuser plus facilement dans l'espace. Cependant, des conditions moins turbulentes entraînent des niveaux d'ACR plus bas en raison d'une accélération moins efficace. Par conséquent, l'accélération des ACR est affectée par les mêmes conditions calmes qui permettent aux GCR de prospérer.

#Comparaison des cycles récents avec les premiers cycles

L'étude compare les comportements des rayons cosmiques des cycles récents avec ceux des cycles solaires plus anciens et plus actifs. Elle suggère que les cycles récents ont connu moins de turbulence, influençant l'intensité des rayons cosmiques. Des niveaux de GCR plus élevés observés dans les cycles récents correspondent à une diminution des intensités d'ACR. Cette tendance montre comment l'état du soleil peut mener à des comportements différents chez les rayons cosmiques.

#Observation à travers les moniteurs de neutrons

Les données des moniteurs de neutrons révèlent les tendances actuelles des niveaux de rayons cosmiques. En normalisant les données, les chercheurs peuvent comparer les intensités des rayons cosmiques sur différentes périodes. Les tendances des récents minima solaires montrent un schéma clair où les niveaux de GCR ont été nettement plus élevés par rapport aux niveaux d'ACR. Ces observations s'alignent avec les prédictions du modèle, renforçant l'idée que les conditions solaires influencent directement le comportement des rayons cosmiques.

#Conclusion

Les différences de comportement entre les GCR et les ACR pendant les récents minima solaires de 2009 et 2020 soulignent la relation complexe entre ces rayons cosmiques et l'activité solaire. Alors que les niveaux de GCR ont atteint des sommets historiques, les niveaux d'ACR ont traîné derrière à cause d'une accélération réduite dans des conditions solaires plus tranquilles. En étudiant ces phénomènes, les chercheurs obtiennent des informations sur les processus fondamentaux affectant les rayons cosmiques et leur relation avec le soleil. Ces connaissances peuvent aider à comprendre la météo spatiale et son impact sur l'environnement terrestre et l'activité humaine.