Effects of corotating solar wind structures on 27-day variations in galactic cosmic rays observed by the princess Sirindhorn neutron monitor
2
Issued Date
2023
Copyright Date
2014
Language
eng
File Type
application/pdf
No. of Pages/File Size
xix, 200 leaves : ill.
Access Rights
restricted access
Rights Holder(s)
Mahidol University
Bibliographic Citation
Thesis (Ph.D. (Physics))--Mahidol University, 2014
Suggested Citation
Thana Yeeram Effects of corotating solar wind structures on 27-day variations in galactic cosmic rays observed by the princess Sirindhorn neutron monitor. Thesis (Ph.D. (Physics))--Mahidol University, 2014. Retrieved from: https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/123456789/89528
Title
Effects of corotating solar wind structures on 27-day variations in galactic cosmic rays observed by the princess Sirindhorn neutron monitor
Alternative Title(s)
ผลกระทบของโครงสร้างลมสุริยะแบบหมุนร่วมต่อการเปลี่ยนแปลงทุกรอบ 27 วัน ของรังสีคอสมิกกาแล็กติกที่สังเกตุโดยสถานีตรวจวัดนิวตรอนสิรินธร
Author(s)
Advisor(s)
Abstract
Data from the Princess Sirindhorn Neutron Monitor at Doi Inthanon, Thailand, with a vertical cutoff rigidity of 16.8 GV, have been utilized to determine the diurnal anisotropy (DA) of Galactic cosmic rays (GCRs) near Earth during solar minimum conditions between 2007 November and 2010 November. We have identified trains of enhanced DA over several days, and find that these trains are often recurrent after a solar rotation period (~27 d). By investigating solar coronal holes as identified from synoptic maps and solar wind parameters observed by spacecraft, we found that the intensity and anisotropy of cosmic rays are associated with the high-speed streams (HSSs) in the solar wind, which are in turn related to the structure and evolution of the equatorial and higherlatitude coronal holes. An enhanced DA was observed after the onset of some, but not all, HSSs. During the time periods of recurrent trains, the DA was often enhanced or suppressed according the sign of the interplanetary magnetic field B , which suggests a contribution from a mechanism involving a southward gradient in the GCR density, n , and a gradient anisotropy along Bx∇ n . In one non-recurrent and one recurrent sequence, an HSS from an equatorial coronal hole was merged with that from a trailing mid-latitude extension of a polar coronal hole, and the slanted HSS structure in space, within which the GCR density was depressed, can account for the southward GCR gradient. We conclude that the gradient anisotropy is a source of temporary changes in the GCR diurnal anisotropy under solar minimum conditions. The 27-day modulations of GCRs intensity are well correlated with the magnetic field magnitudes and solar wind speed as predicted by the solar modulation theory of GCRs.
จากการศึกษาแอนไอโซโทรปีประจำวันของรังสีคอสมิกกาแล็กติกใกล้โลกที่สังเกตโดยสถานี ตรวจวัดนิวตรอนสิรินธร ณ ยอดดอยอินทนนท์ ด้วยค่าแข็งเกร็งทางแม่เหล็กขีดเริ่ม 16.8 กิกะโวลต์ ในช่วงเงื่อนไข ที่ดวงอาทิตย์มีกิจกรรมต่ำที่สุดในระหว่างเดือนพฤศจิกายน 2007 ถึง พฤศจิกายน 2010 เราได้จำแนกพบขบวนแอน ไอโซโทรปีที่มีขนาดเพิ่มขึ้นต่อเนื่องเป็นเวลาหลายวันโดยขบวนเหล่านี้มักจะเกิดซ้ำตามรอบการหมุนรอบตัวเอง ของดวงอาทิตย์ทุกรอบ 27 วัน เมื่อสืบหาหลุมโคโรนาที่ได้จากการชี้เฉพาะจากแผนที่ซินนอปติกและตัวแปรลม สุริยะความเร็วสูงที่สังเกตโดยยานอวกาศ พบว่าความเข้มและแอนไอโซโทรปีของรังสีคอสมิกมีความเกี่ยวข้องกับ ลมสุริยะความเร็วสูงซึ่งมีความสัมพันธ์กับโครงสร้างและวิวัฒนาการของหลุมโคโรนาในบริเวณศูนย์สูตรและ ละติจูดที่สูงขึ้นของดวงอาทิตย์ การเพิ่มของแอนไอโซโทรปีประจำวันได้เกิดขึ้นภายหลังการเคลื่อนที่ผ่านของลม สุริยะความเร็วสูงในบางครั้ง โดยในคาบเวลาที่เกิดขบวนซ้ำ บ่อยครั้งสังเกตเห็นแอนไอโซโทรปีที่เพิ่มหรือลด ขึ้นอยู่กับเครื่องหมายของสนามแม่เหล็กระหว่างดาวเคราะห์ ซึ่งบ่งชี้ถึงผลกระทบจากกลไกที่ประกอบด้วยเกร เดียนต์ในรังสีคอสมิกในทิศใต้ของดวงอาทิตย์ และแอนไอโซโทรปีจากเกรเดียนต์ จากกรณีศึกษาของเหตุการณ์ที่ เวียนและไม่เวียนซ้ำ พบกระแสลมสุริยะความเร็วสูงที่มาจากหลุมโคโรนาบริเวณศูนย์สูตรประสานกับที่มาจาก หลุมโคโรนาเชิงขั้วที่ขยายตัวสู่บริเวณละติจูดตอนกลาง ทำให้เกิดโครงสร้างแบบเอียงของลมสุริยะความเร็วสูงที่มี ผลให้รังสีคอสมิกมีความเข้มลดลง แล้วได้เกรเดียนต์ไปทางทิศใต้ จึงสรุปว่าแอนไอโซโทรปีจากเกรเดียนต์เป็น สาเหตุหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวของแอนไอโซโทรปีประจำวันในช่วงกิจกรรมสุริยะต่ำสุด ส่วนการลดลง แบบ 27 วันของความเข้มรังสีคอสมิกกาแล็กติกมีสหสัมพันธ์ที่ดีกับความเข้มสนามแม่เหล็กและความเร็วลมสุริยะ ดังทฤษฎีการโมดูเลชันของรังสีคอสมิกโดยดวงอาทิตย์
จากการศึกษาแอนไอโซโทรปีประจำวันของรังสีคอสมิกกาแล็กติกใกล้โลกที่สังเกตโดยสถานี ตรวจวัดนิวตรอนสิรินธร ณ ยอดดอยอินทนนท์ ด้วยค่าแข็งเกร็งทางแม่เหล็กขีดเริ่ม 16.8 กิกะโวลต์ ในช่วงเงื่อนไข ที่ดวงอาทิตย์มีกิจกรรมต่ำที่สุดในระหว่างเดือนพฤศจิกายน 2007 ถึง พฤศจิกายน 2010 เราได้จำแนกพบขบวนแอน ไอโซโทรปีที่มีขนาดเพิ่มขึ้นต่อเนื่องเป็นเวลาหลายวันโดยขบวนเหล่านี้มักจะเกิดซ้ำตามรอบการหมุนรอบตัวเอง ของดวงอาทิตย์ทุกรอบ 27 วัน เมื่อสืบหาหลุมโคโรนาที่ได้จากการชี้เฉพาะจากแผนที่ซินนอปติกและตัวแปรลม สุริยะความเร็วสูงที่สังเกตโดยยานอวกาศ พบว่าความเข้มและแอนไอโซโทรปีของรังสีคอสมิกมีความเกี่ยวข้องกับ ลมสุริยะความเร็วสูงซึ่งมีความสัมพันธ์กับโครงสร้างและวิวัฒนาการของหลุมโคโรนาในบริเวณศูนย์สูตรและ ละติจูดที่สูงขึ้นของดวงอาทิตย์ การเพิ่มของแอนไอโซโทรปีประจำวันได้เกิดขึ้นภายหลังการเคลื่อนที่ผ่านของลม สุริยะความเร็วสูงในบางครั้ง โดยในคาบเวลาที่เกิดขบวนซ้ำ บ่อยครั้งสังเกตเห็นแอนไอโซโทรปีที่เพิ่มหรือลด ขึ้นอยู่กับเครื่องหมายของสนามแม่เหล็กระหว่างดาวเคราะห์ ซึ่งบ่งชี้ถึงผลกระทบจากกลไกที่ประกอบด้วยเกร เดียนต์ในรังสีคอสมิกในทิศใต้ของดวงอาทิตย์ และแอนไอโซโทรปีจากเกรเดียนต์ จากกรณีศึกษาของเหตุการณ์ที่ เวียนและไม่เวียนซ้ำ พบกระแสลมสุริยะความเร็วสูงที่มาจากหลุมโคโรนาบริเวณศูนย์สูตรประสานกับที่มาจาก หลุมโคโรนาเชิงขั้วที่ขยายตัวสู่บริเวณละติจูดตอนกลาง ทำให้เกิดโครงสร้างแบบเอียงของลมสุริยะความเร็วสูงที่มี ผลให้รังสีคอสมิกมีความเข้มลดลง แล้วได้เกรเดียนต์ไปทางทิศใต้ จึงสรุปว่าแอนไอโซโทรปีจากเกรเดียนต์เป็น สาเหตุหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวของแอนไอโซโทรปีประจำวันในช่วงกิจกรรมสุริยะต่ำสุด ส่วนการลดลง แบบ 27 วันของความเข้มรังสีคอสมิกกาแล็กติกมีสหสัมพันธ์ที่ดีกับความเข้มสนามแม่เหล็กและความเร็วลมสุริยะ ดังทฤษฎีการโมดูเลชันของรังสีคอสมิกโดยดวงอาทิตย์
Degree Name
Doctor of Philosophy
Degree Level
Doctoral Degree
Degree Department
Faculty of Science
Degree Discipline
Physics
Degree Grantor(s)
Mahidol University