Solnechno-Zemnaya Fizika Solnechno-Zemnaya Fizika Солнечно-земная физика 2712-9640 48868 10.12737/szf-82202204 Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Pitch-angle anisotropy and differential rigidity spectra of cosmic rays during GLE on May 2 and 6, 1998 Питч-угловая анизотропия и дифференциальные жесткостные спектры космических лучей во время GLE 2 и 6 мая 1998 г. Луковникова Анна Александровна Lukovnikova Anna Aleksandrovna luk@iszf.irk.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Сдобнов Валерий Евгеньевич Sdobnov Valeriy Evgen'evich sdobnov@iszf.irk.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation 30 06 2022 30 06 2022 8 2 29 33 09 02 2022 01 04 2022 https://naukaru.ru/en/nauka/article/48868/view

Исследованы питч-угловая анизотропия и дифференциальные жесткостные спектры космических лучей во время наземных возрастаний 2 и 6 мая 1998 г. методом спектрографической глобальной съемки на основе данных наземных измерений космических лучей на мировой сети станций нейтронных мониторов (39 нейтронных мониторов). Получены дифференциальные жесткостные спектры солнечных космических лучей в исследуемые периоды. Определены максимальные жесткости, до которых произошло ускорение протонов в этих событиях. Максимальная жесткость ускоренных частиц во время наземного возрастания 2 мая составила ~2.4, 6 мая — ~1.8 ГВ. Обнаруженная двунаправленная анизотропия свидетельствует о нахождении Земли в петлеобразной структуре ММП типа магнитной ловушки и в первом, и во втором событиях.

Using data from the worldwide network of neutron monitors (39 stations) and the method of global spectrographic survey, we have studied pitch-angle anisotropy and differential rigidity spectra of cosmic rays during the ground level enhancements on May 2 and 6, 1998. We obtained differential rigidity spectra of solar cosmic rays in these events and determined the maximum rigidities to which protons accelerated. The maximum rigidities of accelerated protons during the ground level enhancements on May 2 was ~2.4; on May 6, ~1.8 GV. The revealed bidirectional pitch-angle anisotropy indicates that Earth was in the IMF loop structure during these events.

 космические лучи наземное возрастание анизотропия жесткостной спектр cosmic rays ground level enhancement anisotropy rigidity spectrum Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России The work was financially supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation

Базилевская Г.А., Свиржевская А.К., Сладкова А.И. Связь между солнечными протонными событиями и рентгеновскими всплесками разных баллов на Солнце. Геомагнетизм и аэрономия. 2004. Т. 44, № 4. С. 442-448. Bazilevskaya G.A., Svirzhevskaya A.K., Sladkova A.I. Relation between solar proton events and X flares of different classes. Geomagnetism and Aeronomy. 2004, vol. 44, no. 4, pp. 404-409. Белов А.В., Вашенюк Э.В., Ерошенко Е.А., Пчелкин В.В. Возрастание космических лучей и структура возмущений солнечного ветра 2 мая 1998 г. Астрономический вестник. 2000. Т. 34, № 2. С. 169-172. Belov A.V., Eroshenko E.A., Vashenyuk E.V., Pchelkin V.V. Cosmic-ray intensity enhancement and structure of the 1998 May 2 solar wind disturbance. Solar System Res. 2000, vol. 34, no. 2, pp. 154-157. Белов А.В., Ерошенко E.A., Крякунова О.Н. и др. Наземные возрастания солнечных космических лучей в последних трех циклах солнечной активности. Геомагнетизм и аэрономия. 2010. Т. 50, № 1. С. 23-36. Belov A.V., Eroshenko E.A., Kryakunova O.N., Kurt V.G., Yanke V.G. Ground Level Enhancements of solar cosmic rays during the last three solar cycles. Geomagnetism and Aeronomy. 2010, vol. 50, no. 1, pp. 21-33. Данилова О.А., Тясто М.И., Вашенюк Э.В. и др. Отклик магнитосферы на наземное возрастание СКЛ 2 мая 1998 г. Геомагнетизм и аэрономия. 2002. Т. 42, № 1. С. 32-35. Belov A., Garcia H., Kurt V., Mavromichalaki H., Gerontidou M. Proton enhancements and their relation to the X-ray flares during the three last solar cycles. Solar Phys. 2005, vol. 229, pp. 135-159. DOI: 10.1007/s11207-005-4721-3. Кравцова М.В. Сдобнов В.Е. Космические лучи в период геомагнитного возмущения в январе 2015 г. Космические исследования. 2019. Т. 57,. № 1. С. 17-20. DOI: 10.1134/S0023420619010059. Cliver E.W. The Unusual Relativistic Solar Proton Events of 1979 August 21 and 1981 May 10. Astrophys. J. 2006, vol. 639, no. 2, pp. 1206-1217. DOI: 10.1086/499765. Логачев Ю.И., Базилевская Г.А., Вашенюк Э.В. и др. Сравнение протонной активности в 20-23 солнечных циклах. Геомагнетизм и аэрономия. 2015. Т. 55, № 3. С. 291-301. DOI: 10.7868/S001679401503013X. Danilova O.A., Tyasto M.I., Vashenyuk E.V., et al. The GLE of May 2, 1998: an effect of disturbed magnetosphere on solar cosmic rays. Proc. 26th Int. Cosmic Ray Conf. Salt Lake City, USA, 1999, vol. 6, pp. 399-402. Петухов И.С., Петухов С.И., Стародубцев С.А., Тимофеев В.Е. Диффузионное распространение быстрых частиц в присутствии движущейся ударной волны. Письма в астрономический журнал. 2003. Т. 29, № 10. С. 742-751. Danilova O.A., Tyasto M.I., Vashenyuk E.V., Gvozdevsky B.B., Kananen H., Tanskanen P. Magnetosheric response to the Ground Level Enhancement of solar cosmic rays on May 2, 1998. Geomagnetism and Aeronomy. 2002, vol. 42, no. 1, pp. 28-31. Belov A., Garcia H., Kurt V., et al. Proton enhancements and their relation to the X-ray flares during the three last solar cycles. Solar Phys. 2005. Vol. 229. P. 135-159. DOI: 10.1007/s11207-005-4721-3. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E. Analyzing the Solar Proton Event of 22 October 1989, Using the Method of Spectrographic Global Survey. Solar Phys. 1998, vol. 178, pp. 405-422. DOI: 10.1023/A:1005069806374. Cliver E.W. The Unusual Relativistic Solar Proton Events of 1979 August 21 and 1981 May 10. Astrophys. J. 2006. Vol. 639, no. 2. P. 1206-1217. DOI: 10.1086/499765. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E. Variations in the rigidity spectrum and anisotropy of cosmic rays at the period of Forbush-effect on 12-15 July. Geomagnetism and Aeronomy. 2002, vol. 3, no. 3, pp. 217-226. Danilova O.A., Tyasto M.I., Vashenyuk E.V., et al. The GLE of May 2, 1998: an effect of disturbed magnetosphere on solar cosmic rays. Proc. 26th Int. Cosmic Ray Conf. Salt Lake City, USA, 1999. Vol. 6. P. 399-402. Kocharov L., Pohjolainen S., Mishev A., Reiner M.J., Lee J., Laitinen T., et. al. Investigating the origins of two extreme solar particle events: proton source profile and associated electromagnetic emissions. Astrophys. J. 2017, vol. 839, no. 2, p. 79. DOI: 10.3847/1538-4357/aa6a13. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E. Analyzing the Solar Proton Event of 22 October 1989, Using the Method of Spectrographic Global Survey. Solar Phys. 1998. Vol. 178. P. 405-422. DOI: 10.1023/A:1005069806374. Kravtsova M.V., Sdobnov V.E. Cosmic ray during the geomagnetic disturbance in January 2015. Cosmic Res. 2019, vol. 57, no. 1, pp. 14-17. DOI: 10.1134/S0010952519010052. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E. Variations in the rigidity spectrum and anisotropy of cosmic rays at the period of Forbush-effect on 12-15 July. Geomagnetism and Aeronomy. 2002. Vol. 3, no.3. P. 217-226. Kühl P., Dresing N., Heber B., Klassen A. Solar energetic particle events with protons above 500 MeV between 1995 and 2015 measured with SOHO/EPHIN. Solar Phys. 2017, vol. 292, no. 10. DOI: 10.1007/s11207-016-1033-8. Kocharov L., Pohjolainen S., Mishev A., et al. Investigating the origins of two extreme solar particle events: proton source profile and associated electromagnetic emissions. Astrophys. J. 2017. Vol. 839, no. 2. P. 79. DOI: 10.3847/1538-4357/aa6a13. Logachev Y.I., Daibog E.I., Lazutin L.L., Miroshnichenko L.I., Surova G.M., Yakovchouk O.S., et.al. A comparison of proton activity in cycles 20-23. Geomagnetism and Aeronomy. 2015, vol. 55, no. 3, pp. 277-286. DOI: 10.1134/S0016793215030135. Kühl P., Dresing N., Heber B., Klassen A. Solar energetic particle events with protons above 500 MeV between 1995 and 2015 measured with SOHO/EPHIN. Solar Phys. 2017. Vol. 292, no. 10. DOI: 10.1007/s11207-016-1033-8. Miroshnichenko L.I., Perez-Peraza J.A. Astrophysical aspects in the studies of solar cosmic rays. International Journal of Modern Physics A. 2008, vol. 23, no. 1, pp. 1-141. Miroshnichenko L.I., Perez-Peraza J.A. Astrophysical aspects in the studies of solar cosmic rays. International Journal of Modern Physics A. 2008. Vol. 23, no. 1. P. 1-141. Petukhov I.S., Petukhov S.I., Starodubtsev S.A., Timofeev V.E. Diffusive propagation of fast particles in the presence of a moving shock wave. Astron. Lett. 2003, vol. 29, no. 10, pp. 658-666. DOI: 10.1134/1.1615334. Reames D.V. Particle acceleration at the Sun and in the heliosphere. Space Sci. Rev. 1999. Vol. 90. P. 413-491. DOI: 10.1023/A:1005105831781. Reames D.V. Particle acceleration at the Sun and in the heliosphere. Space Sci. Rev. 1999, vol. 90, pp. 413-491. DOI: 10.1023/A:1005105831781. Richardson I.G., Cane H.V., Dvornikov V.M., Sdobnov V.E. Bidirectional particle flows at cosmic ray and lower (1 MeV) energies and their association with interplanetary coronal mass ejections/ejecta. J. Geophys. Res. 2000. Vol. 105, no. A6. P. 12579-12591. DOI: 10.1029/1999ja000331. Richardson I.G., Cane H.V., Dvornikov V. M., Sdobnov V.E. Bidirectional particle flows at cosmic ray and lower 1 (MeV) energies and their association with interplanetary coronal mass ejections/ejecta. J. Geophys. Res. 2000, vol. 105, no. A6, pp. 12579-12591J. DOI: 10.1029/1999ja000331. Shea M., Smart D. A summary of major solar proton events. Solar Phys. 1990. Vol. 127. P. 297-302. DOI: 10.1007/BF00152170. Shea M., Smart D. A summary of major solar proton events. Solar Phys. 1990, vol. 127, pp. 297-302. DOI: 10.1007/BF00152170. Smart D., Shea M. A comparison of the magnitude of the 29 September 1989 high energy event with solar cycle 17, 18 and 19. Proc. 22nd Int. Cosmic Ray Conf. Dublin, Ireland, 1991. Vol. 3. P. 101-104. Smart D., Shea M. A comparison of the magnitude of the 29 September 1989 high energy event with solar cycle 17, 18 and 19. Proc. 22nd Int. Cosmic Ray Conf. Dublin, Ireland, 1991, vol. 3, pp. 101-104. Stoker P.H. Proton ground-level enhancements of the 23rd solar cycle. South African Journal of Science. 2002. Vol. 98, no. 5. P. 289-292. Stoker P.H. Proton ground-level enhancements of the 23rd solar cycle. South African Journal of Science. 2002, vol. 98, no. 5, pp. 289-292. Thakur N., Gopalswamy N., Mäkelä P., et al. Two Exceptions in the large SEP events of solar cycles 23 and 24. Solar Phys. 2016. Vol. 291. P. 513-530. DOI: 10.1007/s11207-015-0830-9. Thakur N., Gopalswamy N., Mäkelä P., Akiyama S., Yashiro S., Xie H. Two Exceptions in the large SEP events of solar cycles 23 and 24. Solar Phys. 2016, vol. 291, pp. 513-530. DOI: 10.1007/s11207-015-0830-9. Usoskin I., Ibragimov A., Shea M., Smart D. Database of ground level enhancements (GLE) of high energy solar proton events. Proc. 34th Int. Cosmic Ray Conf. Den Haag, the Netherlands, 2015. P. ID 054. Usoskin I., Ibragimov A., Shea M., Smart D. Database of ground level enhancements (GLE) of high energy solar proton events. Proc. 34th Int. Cosmic Ray Conf. Den Haag, the Netherlands, 2015, p. ID 054. URL: http://nmdb.eu/nest (дата обращения 8 февраля 2022 г.). URL: http://gle.oulu.fi;nmdb.eu/nest (accessed February 8, 2022). URL: http://gle.oulu.fi (дата обращения 8 февраля 2022 г.). URL: http://gle.oulu.fi (accessed February 8, 2022). URL: http://spaceweather.izmiran.ru/rus/fds1998.html (дата обращения 8 февраля 2022 г.). URL: http://spaceweather.izmiran.ru/rus/fds1998.html (accessed February 8, 2022). URL: https://www.solarmonitor.org (дата обращения 8 февраля 2022 г.). URL: https://www.solarmonitor.org (accessed February 8, 2022). URL: http://omniweb.gsfc.nasa.gov (дата обращения 8 февраля 2022 г.). URL: http://omniweb.gsfc.nasa.gov (accessed February 8, 2022). URL: http://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/UNIVERSAL/ 1998_05/univ1998_05.html (дата обращения 8 февраля 2022 г.). URL: http://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/UNIVERSAL/1998_05/univ1998_05.html (accessed February 8, 2022). URL: https://www.spaceweatherlive.com/ru/arhiv/1998/ 05/02/kp.html (дата обращения 8 февраля 2022 г.). URL: https://www.spaceweatherlive.com/ru/arhiv/1998/05/02/kp.html (accessed February 8, 2022). URL: ftp://cr0.irmiran.rssi.ru (дата обращения 8 февраля 2022 г.). URL: ftp://cr0.irmiran.rssi.ru (accessed February 8, 2022). URL: http://satdat.ngdc.noaa.gov./sem/goes (дата обращения 8 февраля 2022 г.). URL: http://satdat.ngdc.noaa.gov./sem/goes (accessed February 8, 2022). URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056 (дата обращения 8 февраля 2022 г.). URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056 (accessed February 8, 2022). URL: http://cr.izmiran.ru/dbs_unu.html (дата обращения 8 февраля 2022 г.). URL: http://cr.izmiran.ru/dbs_unu.html (accessed February 8, 2022).