ФГБУН ФИЦ «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера
Сибирского отделения Российской академии наук
ИКФИА СО РАН

Результаты 2022

1. Развитие теории формирования Форбуш-понижений солнечными корональными выбросами масс.

Исследована пространственно-временная динамика углового распределения космических лучей (КЛ) во время коронального выброса массы (КВМ) Солнца 3-5 ноября 2021 г. методом глобальной съемки с привлечением базы данных мировой сети нейтронных мониторов NMDB. Во время прохождения КВМ на Земле наблюдалось крупное двухступенчатое Форбуш понижение с амплитудой порядка 15 % по данным высокоширотных нейтронных мониторов. По данным прямых измерений параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля (ММП) в теле КВМ наблюдалось магнитное облако, ответственное за вторую ступень Форбуш понижения. Показано, что во время прохождения Земли магнитным облаком наблюдалась вторая гармоника в распределении КЛ большой амплитуды порядка 7%. При этом, пространственное направление максимума второй гармоники внутри магнитного облака совпадает с направлением вектора напряженности межпланетного магнитного поля (ММП). Полученный результат подтверждает современные представления о магнитных облаках, в частности об электромагнитной природе образования Форбуш понижений — квазизахвате КЛ в магнитных петлевых структурах.

Рис. 1. Изотропная интенсивность, амплитуда, пространственные направления ММП и второй гармоники распределения КЛ во время Форбуш понижения 3-5 ноября 2021 г. Верхняя панель — долгота и широта в системе GSE направления вектора напряженности ММП (сплошные кривые) и второй гармоники углового распределения КЛ (точки). Нижняя панель — изотропная интенсивность и амплитуда второй гармоники распределения КЛ. Моменты прихода межпланетного КВМ к Земле и границы магнитного облака указаны вертикальными красным и синими пунктирными линиями, соответственно.

2. Исследование особенностей геометрии асимметрии гелиосферы в 23-25 циклах солнечной активности и ее влияния на распределение галактических КЛ по данным наземных наблюдений.

На основе измерений солнечно-суточных вариаций интенсивности космических лучей Якутским спектрографом им. А.И. Кузьмина произведена оценка временной динамики гелиоширотного градиента на орбите Земли за 1972-2022 гг. в области медианных энергий от 15 до 260 ГэВ. В исследовании задействованы данные нейтронных мониторов (НМ) и мюонных телескопов (МТ). Показано, что гелиоширотный градиент галактических космических лучей носит преимущественно симметричный характер с противоположным направлением в эпохи положительной и отрицательной полярностей общего магнитного поля Солнца (ОМПС), тем самым указывая на зависимость от направления дрейфа заряженных частиц в гелиосфере. Асимметричный гелиоширотный градиент не обнаруживает связи с солнечной активностью и знаком поля Солнца. Величины симметричного и асимметричного градиентов уменьшаются с увеличением энергии космических лучей.

Рис. 2. Симметричный (а) и асимметричный (б) широтные градиенты КЛ по данным НМ и комплекса подземных МТ Якутского спектрографа КЛ за 1972-2022 гг. Знаками qA>0 и qA<0 обозначены периоды положительной и отрицательной полярностей ОМПС, соответственно. Для удобства восприятия, значения градиента по данным НМ уменьшены в 2 раза.

3. Обеспечение непрерывной работы спектрографа КЛ им. А.И. Кузьмина и нейтронного монитора в полярной геокосмофизической обсерватории в п.Тикси

В 2022 г. обеспечена непрерывная работа Якутского спектрографа КЛ им. А.И. Кузьмина и нейтронного монитора в Полярной геокосмофизической обсерватории Бухта Тикси (Рис. 3). Данные непрерывной регистрации подземного комплекса 5-канальных мюонных телескопов на счетчиках СГМ-14, нейтронных мониторов 24-NM-64 на ст. Якутск и 18-NM-64 на ст. Тикси доступны всем заинтересованным пользователям в сети Интернет в режиме реального времени по адресу: http://www.ysn.ru/ipm. Одновременно 1-мин измерения нейтронных мониторов передаются в международную базу данных, созданную в рамках Европейского рамочного проекта FP7 №213007 «Real-time database for high resolution Neutron Monitor measurements (NMDB)». Обращение к базе данных по адресу: http://www.nmdb.eu, позволяет оперативно оценивать качество информации и использовать ее для решения различных задач. Продолжена непрерывная регистрация интенсивности КЛ с помощью нового подземного комплекса из 4-х 13-канальных сцинтилляционных мюонных телескопов Якутского спектрографа. Данные регистрации этих телескопов находятся в открытом доступе в сети Интернет в режиме реального времени по адресу: http://www.ysn.ru/smt.

Создан пакет программ позволяющий проводит обработку непрерывных данных нейтронных мониторов станций Якутск и Тикси  с  контролем качества работы и последующим восстановлением  данных при  кратковременных технических сбоях. Создаются в выбранных форматах  файлы  исправленных первичных 1-мин,  а также часовых данных указанных приборов без поправок и с поправками на давление по месяцам. Дополнительно формируются по ранее принятым форматам таблицы часовых значений и графики отношений данных по секциям мониторов по   месяцам.