APi Post

home
@-mail
print
Login
Astroparticelle - NewsAPi News
logo

Raggi cosmici ed eclissi di Sole

Pagina generata come piccolo contributo all'eclisse di Sole del 21 agosto 2017.

 

Ci può essere qualche relazione tra il flusso dei raggi cosmici misurati a terra e un'eclisse di Sole?
Sembra una domanda banale, in quanto la Luna è solamente un granello di sabbia che si interpone tra il Sole e la Terra (e lo fa sempre anche senza eclissi) e per i raggi cosmici che provengono dal cosmo in maniera isotropica, la sua influenza è praticamente inesistente.

 

 

Bisogna però ricordare quali parametri modulano le misure degli strumenti che contano le particelle secondarie generate in atmosfera e prodotte dai raggi cosmici primari provenienti dallo spazio, queste variabili sono:

  1. L'attività solare
  2. Il campo magnetico terrestre
  3. I parametri atmosferici come temperatura e pressione che determinano spessore e densità dell'atmosfera

1. Un'eclisse di Sole ha una durata complessiva di qualche ora, ma la fase di totalità -durante la quale il disco solare si oscura completamente - dura solo qualche minuto. Durante questo tempo l'attività solare sarà costante e la Luna potrà agire come schermo verso il Sole o verso il vento solare per una frazione infinitesimale; per cui durante un'eclisse possiamo considerare l'attività solare che influenza la Terra come una costante.

2. La luna è priva di campo magnetico e quindi non può influenzare quello terrestre che rimarrà anch'esso pressoché costante, durante tutto il tempo di svolgimento dell'eclisse.

3. Rimangono i parametri atmosferici, infatti la cosa che si manifesta sensibilmente in particolare durante la totalità dell'eclisse è il notevole calo di radiazione solare, ovvero di temperatura.

Il calo di temperatura può produrre un calo di pressione atmosferica - la relazione non è così robusta e diretta - ma diciamo che ci sono probabilità che la pressione possa diminuire.

A fronte di un calo di pressione la colonna d'aria locale interessata si può ridurre, ne consegue che le prime interazioni tra i raggi cosmici primari con le molecole dell'aria potrebbe avvenire a un'altitudine minore. La conseguenza è che alcune particelle -come i muoni - devono percorrere meno atmosfera e hanno meno probabilità di decadere prima di raggiungere il suolo; perciò gli strumenti a terra ne misureranno un flusso maggiore.

Se la temperatura e la pressione diminuiscono, si può anche immaginare che la densità dell'aria aumenti e questo potrebbe portare a una maggiore probabilità di collisione dei protoni primari con le molecole di aria, con un conseguente aumento anche di neutroni in atmosfera. Si tratta di variazioni molto piccole e difficili da percepire. Per notare qualche variazione sono necessari strumenti altamente sensibili e anche sensibili a bassi livelli di energia delle particelle.

Come esercizio ludico possiamo vedere se nel rivelatore di neutroni di Newark (Colburn Laboratory, 150 Academy St, Newark, DE 19716 - New Jersey, USA) che fa parte della rete di NMDB, compare il comportamento appena descritto. Questo rivelatore è stato l'unico funzionante online che si trovasse vicino alla zona interessata dall'eclisse, ma sfortunatamente non rientrante nella fascia di totalità.

La fase dell'eclisse a Newark (cortesia timeanddate.com)

 

Il tempo è relativo a quello locale, per questa "analisi" dovrà essere trasformato in tempo universale (UTC):

Il tempo locale a Newark si discosta di -4 ore rispetto al UTC (cortesia timeanddate.com)

 

Vediamo il grafico ricavato dal Neutron monitor database, il quale fornisce i dati del conteggio di neutroni in relazione alla pressione atmosferica, il tempo è espresso in UTC:

 

Per semplificare la lettura riportiamo lo stesso grafico con sovrapposti i dati di inizio, fase massima e fine eclisse:

 

Come si può notare all'inizio dell'eclisse la pressione atmosferica diminuisce, come sarebbe prevedibile, ma in realtà era già in diminuzione, e al termine dell'eclisse non ritorna ai valori iniziali come ci si aspetterebbe, il comportamento dei neutroni invece è confermato, infatti al calare della pressione il loro conteggio aumenta sensibilmente.

 

Questa simulazione è ancora più esplicativa per il "probabile" comportamento atteso, tuttavia il problema fondamentale è che la stazione di rivelazione dei neutroni di Newark era fuori dalla fascia di totalità dell'eclisse. Si potrebbero fare esercizi simili recuperando i valori di temperatura atmosferica, chi vuole approfondire può scaricare i dati ascii relativi al grafico: filetxt.

 

Per finire alcune immagini recuperate dalla trasmissione streaming della NASA con alcune delle attività più interessanti.

 

L'anello di diamante (NASA)

 

Numerosissimi i lanci di palloni stratosferici per le misure ambientali durante l'eclisse.

 

Indagini sui disturbi radio durante la prima eclisse ripresa in volo, nel 1925.

 

Immagine ripresa dal dirigibile durante la prima eclisse ripresa in volo, nel 1925.

 

Immagini, video e spettrografia riprese dall'aereo per attività scientifiche (G-III Aircraft)

 

Il G-III Aircraft dal centro Armstrong della NASA ha fornito immagini televisive live in tutta l'America, durante l'eclisse di Sole.

 

Webcast completo

 

M.A.

 

 


To the top

Astroparticelle - schegge per lo sviluppo della conoscenza...


⚛ In primo piano

Astroparticelle.it compie 10 anni!

Era il 19 maggio 2010 quando per qualche misterioso impulso decisi di registrare il dominio "astroparticelle.it" dedicato allo studio sui raggi cosmici. Sono passati solo dieci anni, eppure nel frattempo sono cambiate moltissime cose; dieci anni fa le nozioni sulle particelle cosmiche erano confinate in qualche sintetico paragrafo di pochi libri di astronomia, oppure trattate in pubblicazioni specializzate. In dieci anni si può dire che a livello popolare e scolastico ora questa materia è sicuramente conosciuta. La spinta principale credo sia dovuta al centenario del 2012 che ha rilanciato questi temi a livello popolare e ha alimentato la scrittura di molti articoli e libri, tuttora credo siano quattro i libri in italiano reperibili sui raggi cosmici. Nel 2012 insieme alla spedizione VHANESSA in mongolfiera è stato inaugurato il primo "International Cosmic Day" e nel 2013 è nato il nostro progetto ADA, così questa disciplina scientifica non poteva non dilagare anche in ambito scolastico.


La homepage così come appariva nel 2010.

In questa decade sono stati fatti anche grandi passi in campo tecnologico, basti pensare alle tomografie a muoni, al rilevamento dei raggi cosmici tramite le onde radio o all'utilizzo degli isotopi cosmogenici nel campo della datazione di elementi ed eventi geologici e molto altro. Credo che un piccolo merito sulla divulgazione della fisica dei raggi cosmici sia da attribuire a questo portale, a tutte le persone che vi hanno collaborato e che hanno saputo intuire le potenzialità di questa materia incredibilmente multidisciplinare. Sono davvero molti quelli che hanno contribuito al sito astroparticelle, ai suoi esperimenti e al progetto ADA, persone anzi direi scienziati che dovrei ringraziare uno ad uno, ma che evito di elencare solo per il terrore di dimenticare qualcuno (ma presto ci dovrò provare). Attualmente sono oltre trentotto gli studiosi coinvolti nel progetto ADA e più di cento gli iscritti che ricevono la newsletter annuale.

Per celebrare i dieci anni erano in progetto alcune novità, la situazione COVID-19 ha ovviamente bloccato anche questo, ma il 2020 non è ancora finito e vedremo se nei prossimi mesi sarà possibile recuperare qualcosa...

M.A.


Conferenza streaming online 25.05.2020 ore 21.00

Il ruolo dei raggi cosmici nello studio di pianeti e meteoriti
Rel. Marco Arcani

Particelle subatomiche generate dalle stelle si diffondono nello spazio, sono chiamate astro-particelle o raggi cosmici. La fisica dei raggi cosmici è una scienza multidisciplinare che negli ultimi decenni ha visto una rapida evoluzione in molti dei suoi settori, come quello della datazione degli elementi. Le raffinate analisi di laboratorio abbinate ai modelli di intelligenza artificiale permettono oggi di ottenere risultati molto più precisi rispetto a qualche decina di anni fa. I raggi cosmici come proiettili bombardano perennemente l’atmosfera e modificano gli elementi chimici che incontrano in aria e al suolo. Il carbonio radioattivo o C-14 è l’isotopo più noto creato dalle particelle cosmiche, con questo elemento si possono datare i reperti organici, cioè quelli “viventi” come tessuti naturali, opere in  legno ed esseri del regno animale. Esistono tanti altri elementi prodotti dai raggi cosmici che permettono oggi di datare le rocce e gli eventi geologici e climatici nel passato. Ma c’è molto di più, coi neutroni cosmici possiamo sapere se il suolo dei pianeti che studiamo contiene l’essenza della vita, ovvero l’acqua. Le meteoriti invece ci raccontano la storia del sistema solare attraverso la scrittura delle particelle cosmiche incise nella loro intima natura. La radiazione cosmica che può essere letale per le forme di vita, mostra anche la sua faccia opposta andando a seminare elementi utili alla creazione di un’atmosfera e un ambiente adatto per la formazione di vita primordiale a base di carbonio. Questo è quello che si osserva nelle atmosfere di pianetini del sistema solare come Titano (il satellite maggiore di Saturno) e nei pianeti extrasolari simili alla Terra.





Muon Monitor in real time



News dal Mondo


A caccia di "elfi" in Argentina 12.06.2020

Potenti fulmini che trasportano più di 100 kA di corrente possono generare anelli di luce in espansione alla base della ionosfera a circa 85 chilometri dalla superficie terrestre. Queste manifestazioni elettromagnetiche sono state chiamate "elfi" e sono state avvistate per la prima volta dallo space shuttle nel 1989. L'osservatorio di raggi cosmici Auger in Argentina sta aiutando gli scienziati a studiare questi fenomeni attraverso i suoi telescopi a luce fluorescente...


Image: Timo Kantola

Fonte: EOS


AMS rivela un peculiare spettro di ioni 05.05.2020

AMS è lo spettrometro di massa collegato alla stazione spaziale internazionale, dopo aver raccolto milioni di dati su neon, silicio e magnesio è emerso che lo spettro di questi elementi ha molte similitudini con quello di elio carbonio e ossigeno analizzato nel 2017. La caratteristica osservata è che il flusso in relazione all'energia si discosta dalla relazione lineare tipica per questi ioni, con diverse ondulazioni sovrapposte. Una prima interpretazione  suggerisce che i raggi cosmici siano modultai da un turbolento e magnetizzato mezzo interstellare. Il silicio ha un'alta propabilità di essere frammentato in nuclei più piccoli, trovarlo intatto insieme ad altri elementi pesanti, potrebbe significare che arrivi da più vicino, in sostanza prodotto da sorgenti differenti rispetto ad altri elementi...

Fonte: APS



☄ Il libro Astroparticelle

Il libro AstroParticelle

26.09.2013 - Un viaggio scientifico tra i raggi cosmici raccontato attraverso la storia, le invenzioni i rivelatori e gli osservatori; senza trascurare gli effetti che essi producono coinvolgendo numerose discipline scientifiche tra cui astrofisica, geofisica e paleontologia.

Libro


Area riservata

Accedi | Registrati

x

Iscriviti

Per ricevere aggiornamenti periodici inviaci la tua email.

oppure registrati

Questo modulo serve solo come iscrizione alle newsletter, per accedere all'area riservata è necessario registrarsi.

INFN

CERN LHCF

supernova alert

EOS

supernova alert