Modelling sep events: latitudinal and longitudinal dependence of the injection rate of shock-accelerated protons and their flux profiles

• Autores: Rosa Rodríguez Gasén
• Directores de la Tesis: Angels Aran Sensat (dir. tes.) , Blai Sanahuja i Parera (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2011
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Adolfo Viñas Figueroa (presid.) , Stefaan Poedts (secret.) , Richard Marsden (voc.)
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• Resumen

  • Los sucesos graduales de partículas solares energéticas (SEP) representan uno de los peligros más importantes en el entorno espacial. Son particularmente severos de cara al lanzamiento y la operación de vehículos espaciales, para las misiones en el sistema solar interno y para la exploración humana de la Luna y Marte. Debido a que las tormentas de radiación solar son de gran interés en el ámbito de la meteorología espacial, su predicción y la intensidad de las mismas es fundamental para garantizar la correcta operatividad del material técnico y científico. Sin embargo, hoy en día hay un gran vacío entre las predicciones de los modelos actuales y la realidad observada de los sucesos SEP. El principal objetivo de la presente tesis doctoral es la mejora de los modelos existentes con el fin de obtener una mayor precisión en la descripción del escenario solar-interplanetario. La tesis se centra en el modelado de sucesos SEP y, en particular, en el estudio de la influencia de la posición relativa del observador y de la fuerza del choque en los perfiles de flujos derivados.

    Una parte importante de la tesis trata sobre simulaciones magnetohidrodinámicas (MHD) en 3D del choque interplanetario, comenzando en las inmediaciones solares. El trabajo encara la potencial relevancia de la heliolatitud en la evolución de la fuerza del choque y su influencia en el ritmo de inyección de partículas aceleradas por el mismo, consecuentemente en los perfiles de flujo resultantes. La dependencia con la latitud no se ha considerado desde un punto de vista cuantitativo en simulaciones anteriores de sucesos SEP, básicamente porque la mayoría de los códigos MHD empleados hasta el momento no son códigos 3D o han sido aplicados a sucesos cercanos al plano de la eclíptica.

    En la tesis también se presenta una simulación MHD en 2D de un suceso multisonda de protones observado el 1 de marzo de 1979. Durante el mismo, la sondas estaban posicionadas a distancias radiales similares pero en posiciones angulares, respecto a la ubicación de la fuente solar asociada, significativamente diferentes. Este suceso nos permite testear la capacidad del modelo choque-y-partícula para estudiar la relevancia de las variaciones longitudinales en la forma de los perfiles de intensidad. A pesar del interés de los sucesos multisonda, y a causa de las restricciones que imponen las observaciones desde diferentes puntos, sus características choque-partícula sólo se han modelado en dos ocasiones.

    Con el trabajo realizado en la presente tesis doctoral demostramos que el ritmo de inyección de partículas aceleradas por el choque y sus perfiles de flujo dependen tanto de la latitud como de la longitud del observador. Por tanto, deben ser consideradas con la finalidad de pronosticar satisfactoriamente los sucesos SEP y evaluar correctamente su peligro potencial.