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

Esplorare l'Interazione dei Raggi Cosmici con l'Acqua Utilizzando un Rivelatore Old-Style e il Metodo di Rossi 30.08.2023

In un lavoro di mesi, anzi diciamo anni, abbiamo osservato e provato che i raggi cosmici anche nell'acqua si moltiplicano e creano sciami di elettroni e fotoni. Miliardi di queste perticelle colpiscono l’acqua in ogni istante. L'osservazione delle cascate elettromagnetiche nell'acqua ha implicazioni significative per l'astrobiologia. Questi tipi di esperimenti enfatizzano il potenziale ruolo delle radiazioni ionizzanti ad alta energia nell'origine e nell'evoluzione della vita sulla Terra e possibilmente su altri pianeti.

Pubblicato su: Particles 2023, 6(3), 801-818; https://doi.org/10.3390/particles6030051


Villa Monastero e la Scuola Internazionale di Fisica "Enrico Fermi"

Villa Monastero è uno dei siti storico-paesaggistico-ambientali principali del territorio del lago di Como, grazie anche alla sua posizione privilegiata. In questa Villa nel 1953 è sorta la Scuola Internazionale di Fisica "Enrico Fermi" fondata dall'allora Presidente della Società Italiana di Fisica (SIF) Giovanni Polvani, in seguito anche Presidente del CNR...



Muon Monitor in real time



News dal Mondo


 Energia gamma proveniente dal Sole superiore alle previsioni

Gli scienziati hanno scoperto che il Sole emette raggi gamma con energie superiori a 1 teraelettronvolt (TeV), cioè cinque volte più energetici di quanto precedentemente ritenuto. Nel 2011, il Telescopio Spaziale Fermi per i Raggi Gamma della NASA aveva rilevato raggi gamma fino a 200 giga elettronvolt (GeV), ma l'Osservatorio Cherenkov ad Alta Quota (HAWC) ha rivelato raggi gamma ancora più energetici nell'intervallo di TeV, con alcuni che raggiungono quasi 10 TeV. Questa scoperta inaspettata evidenzia la nostra scarsa comprensione sulla produzione di raggi gamma da parte del Sole, e ulteriori ricerche indagheranno sui meccanismi con cui il Sole genera tali raggi gamma ad alta energia e sul possibile ruolo del suo campo magnetico...


Osservatorio High-Altitude Water Cherenkov Observatory (HAWC)
Fonte PRL


FLOTUS (11.08.2023)

All'esperimento CLOUD al CERN è stato aggiunto un nuovo modulo chiamato FLOTUS.  Questo permette di studiare fenomeni atmosferici più complessi accelerando l'ossidazione dei vapori organici prima di iniettarli nella camera a nebbia di CLOUD.  L'esperimento CLOUD studia le interazioni tra i raggi cosmici (simulati da un fascio di pioni dal PS) e le particelle di aerosol presenti nella troposfera terrestre (lo strato più basso dell'atmosfera) per comprendere meglio i meccanismi in gioco nella formazione degli aerosol e delle nubi che essi seminano. Dalla rivoluzione industriale, le attività umane hanno aumentato significativamente la quantità di particelle di aerosol nell'atmosfera, ma rimangono persistentemente incerte nei modelli climatici globali, dando origine a un'ampia gamma di proiezioni del riscaldamento climatico...

Fonte: CERN



☄ 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