O Mistério dos Raios Cósmicos de 2017
Uma mergulhada profunda no evento incomum de raios cósmicos de 2017.
O. P. M. Aslam, D. MacTaggart, R. Battiston, M. S. Potgieter, M. D. Ngobeni
― 7 min ler
Índice
- O que Aconteceu em 2017?
- O que é uma Diminuição de Forbush?
- Investigando a Causa
- A Hipótese do Minicíclo
- A Hipótese da Atividade Solar
- O Papel das CMEs e dos Ventos Solares
- Coletando Dados
- As Variações do Fluxo de Prótons
- Comparando o Minicíclo de 1974 e a Depressão de 2017
- Conclusão sobre o Evento dos Raios Cósmicos de 2017
- A Importância de Entender os Raios Cósmicos
- Considerações Finais
- Um Pouco de Humor
- Fonte original
- Ligações de referência
Os raios cósmicos são partículas de alta energia que viajam pelo espaço e podem chegar à Terra. Enquanto a maior parte dos raios cósmicos vem do Sol, uma boa quantidade vem de fora do nosso sistema solar. Essas partículas podem afetar diversos sistemas, incluindo tecnologia e o meio ambiente. O fluxo de raios cósmicos pode mudar por vários fatores, principalmente influenciado pela atividade solar.
O que Aconteceu em 2017?
Em 2017, teve um evento notável envolvendo raios cósmicos. Enquanto o Sol se aproximava de um período de mínima atividade, foi registrada uma queda significativa no número de prótons de raios cósmicos. Essa queda durou cerca de seis meses, o que foi bem estranho e inesperado. Normalmente, essas diminuições, chamadas de Diminuições de Forbush, são passageiras, durando geralmente apenas alguns dias. Os cientistas ficaram confusos com essa depressão prolongada nas contagens de raios cósmicos.
O que é uma Diminuição de Forbush?
Uma diminuição de Forbush é uma queda temporária na intensidade dos raios cósmicos observada quando o Vento Solar está especialmente forte, geralmente durante erupções solares. Esse fenômeno acontece porque os campos magnéticos do vento solar podem empurrar os raios cósmicos para longe da Terra, causando uma redução de curto prazo nos seus níveis. Porém, a diminuição de raios cósmicos em 2017 foi muito mais longa do que o usual, o que levantou várias questões.
Investigando a Causa
Para entender o que causou essa depressão inusitada nos raios cósmicos, os cientistas olharam para duas principais possibilidades. A primeira ideia era que houve uma mudança temporária na atividade magnética do Sol, às vezes chamada de minicíclo. A segunda ideia envolvia examinar o impacto de eventos solares como ejeções de massa coronal (CMEs) e interações entre ventos solares.
A Hipótese do Minicíclo
Um minicíclo é um termo usado para descrever uma mudança curta no campo magnético do Sol. As pessoas que estudam esse campo já viram padrões semelhantes antes, notavelmente em um evento de 1974 que durou cerca de um ano. Naquela época, os pesquisadores conectaram o minicíclo com mudanças no campo magnético global do Sol. Eles notaram que essas mudanças aconteceram sem um aumento na atividade solar. A pergunta surgiu: poderia a mesma coisa ter acontecido em 2017?
A Hipótese da Atividade Solar
A hipótese da atividade solar sugere que a diminuição observada dos raios cósmicos foi devido a múltiplos fenômenos solares, incluindo CMEs e regiões onde os ventos solares interagiram com ventos solares mais lentos. As CMEs são grandes explosões de vento solar e campos magnéticos subindo acima da coroa solar. Esses eventos podem criar obstruções para os raios cósmicos, levando a uma diminuição nos seus níveis na Terra.
O Papel das CMEs e dos Ventos Solares
As CMEs podem ser como grandes ímãs no espaço. Quando elas vão em direção à Terra, podem interagir com os raios cósmicos, causando uma queda na sua intensidade. Também há regiões de interação corotante (CIRs), que ocorrem quando o vento solar rápido alcança ventos solares mais lentos. Essas interações podem levar a quedas adicionais nos níveis de raios cósmicos.
A parte interessante de 2017 foi que as CMEs responsáveis pela queda dos raios cósmicos vieram todas da mesma área muito ativa no Sol. Esse tipo de comportamento não era esperado, já que o Sol estava se aproximando de um período calmo conhecido como mínima solar.
Coletando Dados
Para investigar mais a fundo o mistério, os cientistas analisaram dados de várias fontes, acompanhando os níveis de raios cósmicos e a atividade solar. Eles olharam para os níveis de Fluxo de Prótons, medidos em diferentes períodos, para ver como variavam com as mudanças na atividade solar. Essa análise ajudou a identificar quais eventos solares eram provavelmente responsáveis pela queda observada nos raios cósmicos.
As Variações do Fluxo de Prótons
O fluxo de prótons refere-se ao número de prótons detectados por unidade de área em um determinado tempo. Durante a segunda metade de 2017, os pesquisadores descobriram que o fluxo de prótons caiu significativamente ao longo de vários meses. Isso foi documentado usando dados do Espectrômetro Magnético Alpha (AMS-02), que está estacionado na Estação Espacial Internacional.
Os dados mostraram que a depressão durou o suficiente para indicar que era mais do que apenas uma reação breve a um único evento solar. Em vez disso, apontou para uma combinação de atividades solares trabalhando juntas ao longo do tempo para criar esse efeito prolongado.
Comparando o Minicíclo de 1974 e a Depressão de 2017
Enquanto a ideia de um minicíclo tem um histórico de estar ligada ao comportamento magnético do Sol, as evidências de 2017 sugeriram que a atividade solar não poderia ser ignorada. Os padrões de 1974 indicaram uma separação clara entre mudanças magnéticas e eventos solares. No entanto, as observações de 2017 mostraram que uma forte atividade solar havia ocorrido, sugerindo que os dois poderiam estar conectados.
Conclusão sobre o Evento dos Raios Cósmicos de 2017
Em resumo, a significativa depressão dos raios cósmicos observada em 2017 foi ligada a uma combinação de diferentes eventos solares. Embora alguns dados indicassem um comportamento semelhante ao de um minicíclo, as evidências gerais favoreciam a noção de que várias CMEs e interações do vento solar eram principalmente responsáveis. Esse evento destacou a relação complexa entre atividade solar e raios cósmicos, revelando como um pode impactar significativamente o outro.
A Importância de Entender os Raios Cósmicos
Entender os raios cósmicos é essencial para várias áreas, incluindo exploração espacial, aviação e até atividades do dia a dia na Terra. Partículas de alta energia podem afetar a tecnologia, incluindo satélites e outros sistemas de comunicação. Elas também podem representar riscos para os astronautas no espaço, tornando crucial modelar e prever o comportamento dos raios cósmicos de forma precisa.
À medida que olhamos para o futuro, o estudo dos raios cósmicos continuará. Pesquisas futuras podem explorar outras partículas cósmicas e sua modulação, levando a melhores estratégias de proteção e uma compreensão mais profunda do funcionamento do universo.
Considerações Finais
No mundo cósmico, surpresas são a norma, e eventos como o vivido em 2017 nos lembram o quão dinâmico nosso sol e o espaço podem ser. Embora não tenhamos todas as respostas, a busca pelo conhecimento nessa área nos aproxima de desvendar os mistérios do cosmos, um próton de cada vez. Então, da próxima vez que você ouvir sobre raios cósmicos, lembre-se: eles podem ser apenas a forma do universo de nos manter alerta!
Um Pouco de Humor
Agora, se os raios cósmicos fossem pessoas, eles provavelmente seriam os quietos na festa até que o Sol soltasse um pouco de vapor! Imagine eles pulando por aí, tentando descobrir por que de repente se sentem menos populares. "Cadê toda a diversão?" eles poderiam perguntar. Bem, raios cósmicos, assim como nós, às vezes têm que lidar com os caprichos dos ventos solares!
Fonte original
Título: The source of the 2017 cosmic ray half-year modulation event
Resumo: 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 atualização: 2024-12-19 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2412.14907
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.14907
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
Obrigado ao arxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.
Ligações de referência
- 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/