МАТЕРИАЛЫ 33-Й ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ПО КОСМИЧЕСКИМ ЛУЧАМ (Дубна, август 2014 г.)
Председатель Оргкомитета 33-й Всероссийской конференции по космическим лучам д-р физ.-мат. наук М.И. Панасюк
Материалы 33-й Всероссийской конференции по космическим лучам под общей редакцией д-ра физ.-мат. наук Г.А. Базилевской
ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ, 2015, том 79, № 5, с. 612-614
УДК 537.591.5
АНАЛИЗ СОБЫТИЯ GLE72 6 ЯНВАРЯ 2014 г. © 2015 г. Ю. В. Балабин, А. В. Германенко, Б. Б. Гвоздевский, Э. В. Вашенюк
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Полярный геофизический институт Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты
E-mail: balabin@pgia.ru
Исследовано недавнее событие GLE 24-го солнечного цикла. Событие весьма слабое, зарегистрировано на малом числе станций и малой амплитуды. В этом случае анализ GLE по разработанной методике невозможен, выполнены только оценки спектра и питч-углового распределения.
DOI: 10.7868/S0367676515050099
ВВЕДЕНИЕ
24-й цикл солнечной активности (СА) пока не изобилует событиями ОББ (наземное возрастание в солнечных космических лучах, регистрируемое на нейтронных мониторах (НМ)). С начала цикла это лишь второе событие. Первое, случившееся 17 мая 2012 г., было умеренным: наибольшая амплитуда возрастания отмечена в Апатиты и Оулу и составила ~18% по пятиминутным данным. ОББ71 было нами изучено, выполнен его анализ [1]. Исследуемое событие ОББ72 является вторым в 24-м цикле. Оно очень слабое; возрастание, уверенно отличимое от шума, отметили всего несколько станций. В таких условиях разработанная авторами методика решения обратной задачи [2, 3] не применима; она требует большего числа станций, зарегистрировавших ОББ.
СОБЫТИЕ ОББ72 ПО ДАННЫМ РАЗНЫХ ДЕТЕКТОРОВ
Событие ОББ72 произошло 06.01.2014 в 08:15 иТ. Оно было связано с залимбовой ^115) вспышкой на Солнце. По этой причине в рентгеновском излучении вспышка была очень слабой, начало ее трудно определить, а максимум наступил в 07:43 иТ [4]. Возрастание на нейтронных мониторах было слабым и на небольшом числе полярных станций мировой сети НМ. На станции Баренцбург оно составило ~2%, на других станциях — еще меньше. Тем не менее на этих малочисленных станциях (рис. 1) возрастание четко выделяется на фоне флуктуаций, имеет резкий фронт (Баренцбург, Апатиты, Мак-Мёрдо). Измерения потока СКЛ в дифференциальных каналах на КА ООБ8-15 показывают, что верхний энергетический предел составляет ~600 МэВ, только полярные станции имели шанс принять СКЛ.
Межпланетная обстановка была спокойной, направление вектора ММП близко к типичному
для паркеровской спирали (около 40° от Солнца), но имелось значительное наклонение —30° [5]. Следует отметить такой факт. Максимум излучения в рентгеновском диапазоне наблюдался в 07:43 иТ, а начало возрастания (как на ООБ8-15 в канале 420—510 МэВ, так и на нейтронных мониторах Баренцбург, Апатиты) приходится на 08:15 иТ. Принимая, что событие типичное, и зная, что протоны с энергией 600 МэВ преодолевают расстояние в 1а. е. за 17.3 минут, получаем, что от момента генерации на Солнце до момента регистрации на Земле самые энергичные частицы в этом событии преодолели дистанцию более 2 а. е. Значит, СКЛ распространялись в петлевой магнитной структуре ММП. На это же указывает и сам факт события ОБЕ от залимбовой вспышки. Есть и другие факты, указывающие на наличие в межпланетном пространстве петлевой магнитной структуры.
АНАЛИЗ СОБЫТИЯ
Как уже отмечалось, из-за малости амплитуды возрастания и малого числа станций, его зарегистрировавших, полный анализ данного события ОБЕ путем решения обратной задачи [2, 3] невозможен. Доступен лишь полукачественный: асимптотические конусы приема мировой сети станций НМ были рассчитаны по методике с использованием модели магнитосферы Т01, а затем положение оси анизотропии определялось примерно, по расположению конусов приема и наблюдавшегося на станциях возрастания. Спектр СКЛ в диапазоне 50—500 МэВ определен по данным КА ООБ8-15 методом максимальных потоков: в каждом дифференциальном канале брались максимальные значения потока. По данным сети НМ спектр СКЛ в этом событии определить невозможно.
Резкое начало (сразу от базового уровня почти до максимального значения) отмечено в Баренц-бурге (пятиминутные данные, рис. 1). Если ис-
3.0 ^ 2.5 2.0
АНАЛИЗ СОБЫТИЯ ОЬБ72 6 ЯНВАРЯ 2014 г. Апатиты Баренцбург
Певанук
4 5 6 7 8 9 10 11 12 Часы Мак-Мёрдо
4 5 6 7 8 9 10 11 12 Часы Моусон
4 5 6 7 8 9 10 11 12 Часы Оулу
а т с
а р
4 5 6 7 8 9 10 11 12 Часы
4 5 6 7 8 9 10 11 12 Часы
4 5 6 7 8 9 10 11 12 Часы
Рис. 1. Временные профили темпа счета ряда станций в событии ОББ72 06.01.2014. Вертикальной линией на профилях показан момент времени начала ОББ72 на ст. Баренцбург.
пользовать эту станцию как реперную, то можно с уверенностью выделить возрастание и на других станциях: Апатиты, Кергелен, Мак-Мёрдо и пр. Максимальные значения показали ст. Баренцбург и Апатиты [6]. В случае распространения СКЛ вдоль линий ММП наибольшее возрастание должны были бы показать Инувик, Тикси, Наин, Мирный, Моусон. Однако на перечисленных станциях никакого возрастания нет. Реально в южной полусфере возрастание показала ст. Мак-Мёрдо, в северной — Баренцбург, Апатиты, Норильск.
Используя карту асимптотических конусов (рис. 2), определим положение оси анизотропии. Положение оси примерно было таким, как показано на рис. 2. Верхний предел СКЛ в 600 МэВ означает, что поток СКЛ мог приниматься только "мягкими" участками конусов: 1—1.5 ГВ. Как видим, различия в положении "мягких" участков в Апатитах и Оулу ~30° привели к тому, что вторая станция не зарегистрировала ничего. Это дает возможность оценить ширину питч-углового распределения: ~40°—50°. В этом случае вослед за Оулу не должны были показать возрастание и Моусон, Мирный, Наин, Туле, Инувик, Тикси, что и было на самом деле. Возрастание на ст. Мак-Мёрдо указывает на наличие потока из антисолнечного направления, что также подтверждает присутствие в ММП петлевых структур. Ширина обратного потока также невелика, судя по тому, что окружаю-
щие Мак-Мёрдо станции (Терре Адели, Певанук, мыс Шмидта) не показали возрастания.
Расположение конусов приема и зарегистрированные возрастания на станциях соответствуют представленному положению оси анизотропии и ширине потока СКЛ около 50°. Угол между направлением ММП и наиболее вероятным положением оси анизотропии близок в 90°. В событии ОЬБ65 наблюдался точно такой же эффект, он был исчерпывающе объяснен на основе данных о межпланетной среде в окрестностях Земли и особенностями потока СКЛ в том событии [7]. К сожалению, ОЬБ72 слишком слабое, чтобы делать уверенные выводы.
С помощью разработанной методики ранее были обработаны несколько десятков прежних событий ОЬБ, начиная с 0ЬБ05 [8], методом решения обратной задачи получены дифференциальные спектры СКЛ в диапазоне 0.43-19 ГэВ (1-20 ГВ). Для большинства этих событий имеются прямые измерения спектров СКЛ на КА или в стратосфере (50-700 МэВ). Как правило, эти прямые измерения довольно точно стыкуются со спектрами СКЛ. В данном событии сделана попытка оценить дифференциальный поток СКЛ на 430 МэВ (1 ГВ) по измерениям на КА ООБ8-15 в диапазоне 50-500 МэВ. Использована методика максимальных потоков путем определения сначала интегрального спектра, а на его основе затем вычисляется дифференциальный [9]. В этом случае удается избежать значительной ошибки, связан-
614
БАЛАБИН и др.
Широта, GSE 90
60 120
Долгота, GSE
Рис. 2. Карта асимптотических конусов приема ряда полярных станций в диапазоне 1—20 ГВ. Конусы станций даны в GSE-системе. Международные обозначения станций приведены около 20 ГВ. TB — Тикси, Te — Терре Адели, CS — мыс Шмидта, In — Инувик, Mcm — Мак-Мёрдо, Pe — Певанук, Th — Туле, SP — Южный Полюс, Na — Наин, Ba — Баренцбург, Ma — Моусон, Ou — Оулу, Ap — Апатиты, Mi — Мирный, Ke — Кергелен, No — Норильск. Примерное положение вектора оси анизотропии, соответствующее наблюдаемым возрастаниям, показано общепринятыми значками. Направление вектора ММП на момент GLE показано аналогичными значками без заливки. Линии равных питч-углов относительно оси анизотропии показаны точками, числа на них соответствуют питч-углам в градусах.
ной с довольно широкими полосами приема в дифференциальных каналах. По данным КА ООБ8-15, интенсивность потока Е = 430 МэВ составила 1(Е) ~ 2 • 103 (м2 • с • ср • ГэВ)-1. Такое значение 1(Е) типично для событий ОББ с амплитудой возрастания менее 8%.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Событие ОББ72 из-за малочисленности зарегистрировавших его станций и малой амплитуды возрастания не поддается полному анализу по разработанной методике. Выполнены качественные оценки спектра и питч-углового распределения потока СКЛ. Ось анизотропии СКЛ сильно отличалась от направления ММП на момент события, что указывает на наличие петлевых магнитных структур в межпланетном пространстве. Дифференциальная интенсивность потока СКЛ на 430 МэВ по измерениям на КА ООБ8-15, имеет значение, типичное для событий ОББ с амплитудой в единицы процентов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Balabin Yu.V, Germanenko A.V. et al. // Proc. 33rd ICRC. icrc2013-0021. P. 1.
2. Vashenyuk E.V., Balabin Y.V., Miroshnichenko L.I. // Adv. Space Res. 2008. V. 41. P. 926.
3. Вашенюк Э.В. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2007. Т. 71. № 7. С. 968; Vashenyuk E.V. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Physics. 2007. V. 71. № 7. P. 933.
4. http://www.swpc.noaa.gov
5. http://omniweb.gsfc.nasa.gov
6. http://www.nmdb.eu
7. Miroshnichenko L.I., Klein K.-L., Trottet G., Lantos P., Vashenyuk E.V., Balabin Y.V., Gvozdevsky B.B. // J. Geophys. Res.: Space Physics. 2005. V. 110. № A9. P. 1.
8. Vashenyuk E.V., Balabin Yu.V., Gvozdevsky B.B. // Astrophys. Space Sci. Trans. 2011. V. 7. P. 459.
9. Базилевская Г.А., Вашенюк Э.В., Ишков В.Н. и др. Каталог энергетических спектров солнечных протонных событий 1970-1979 гг. М.: ИЗМИРАН, 1986. С. 14.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.