Raios cósmicos e a heliosfera

Abstract

Este texto sintetiza a modulação pelas partículas do fluxo de raios cósmicos galáticos durante seu transporte na heliosfera, fornecendo algumas referências necessárias para a compreensão do assunto aos interessados no tema. Neste contexto, os elementos, fenômenos e eventos estão descritos de modo preferencialmente teórico-conceitual, apenas utilizando a formulação matemática quando ela se faz realmente indispensável. Partindo das noções fundamentais de raios cósmicos e heliosfera, discute-se a interação mútua desses destes elementos, que está severamente relacionadaà dinâmica dos fluidos e ao eletromagnetismo. A conclusão relata a importância da compreensão do assunto para a geociência e as ciências espaciais. Palavras-chave: heliosfera, raios cósmicos galáticos, modulação de raios cósmicos. This paper synthesizes the modulation of the particle flux of galactic cosmic rays during their transport inside the heliosphere and provides some fundamental references to understanding of this modulation. In this context, all elements, phenomena and events are preferably described in a theoretical-conceptual way, just using the mathematical approach when it is really indispensable. Starting from the fundamental definitions of heliospheric and cosmic rays, we discuss the mutual interactions of these elements, which is severely related to fluid dynamics and electromagnetism. The conclusion indicates the importance of this theme for the geosciences and space sciences. Keywords: heliosphere, galactic cosmic rays, cosmic rays modulation. IntroduçãoEste artigo tem como objetivo introduzir aos estudantes os conceitos físicos fundamentais envolvidos na modulação sofrida pelos raios cósmicos galácticos (galactic cosmic rays -GCR) durante sua trajetória no interior da heliosfera, servindo como referência básica ao tema. Assim o texto foi elaborado privilegiando uma abordagem teórica e conceitual e evitando, na medida do possível, o tratamento matemático dos modelos físicos. Apesar dessa abordagem garantir a simplicidade e a fluidez do texto, também torna-se imprescindível a utilização de fontes bibliográficas complementares para uma compreensão mais completa dos temas abordados. Os autores citados no texto são excelente ponto de partida na busca por estas informações.Esse artigo foi estruturado nos seguintes tópicos:• Tópico 2 -Raios cósmicos. Aqui encontra-se uma breve revisão da evolução histórica do conceito de raios cósmicos. Apresentam-se, em seguida, os principais conceitos necessários a compreensão da origem e por conseguinte da classificação dos raios cósmicos. Conclui-se com a descrição da física básica envolvida na interação dos GCR com a atmosfera terrestre.• Tópico 3 -Heliosfera. Neste item define-se heliosfera tratando inicialmente de modo sucinto das estruturas que a delimitam interna e externamente. Trata-se em seguida de introduzir os conceitos magnetohidrodinâmicos das estruturas que a compõem com uma breve discussão da dinâmica temporal e distribuição espacial.• Tópico 4 -Modulação heliosférica dos raios cósmicos g...

Mecanismos de limitação da energia de raios cósmicos durante sua propagação

“…Aproximadamente nesta mesma faixa de energia dos SCR, a partir do estudo da composição química de um conjunto de partículas, notou-se que estas não possuem o mesmo mecanismo de aceleração que os raios cósmicos solares, ou dos raios cósmicos galácticos, e por isto este conjunto é denominado de raios cósmicos anômalos (ACR), e o modelo teórico mais aceito sobre seu processo de aceleração trata as mesmas como partículas neutras de gás interestelar que penetram a helioesfera. Por serem neutras, as mesmas não estão sujeitas às forças de Lorentz, restando serem aceleradas por fotoionização ou por trocas com o material do vento solar [17].…”

“…O mecanismo de aceleração destes raios cósmicos é a aceleração estatística, normalmente chamados de mecanismos de Fermi. É bem aceito que partículas com espectro de energia entre 10 9 eV e 10 16 eV são aceleradas pelos remanescentes ordinários de supernovas [17].…”