INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS INPEMCT CENTRO REGIONAL

INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS – INPE/MCT CENTRO REGIONAL SUL DE PESQUISAS ESPACIAIS – CRS/INPE - MCT OBSERVATÓRIO ESPACIAL DO SUL – OES/CRS/INPE - MCT UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA – UFSM CENTRO DE TECNOLOGIA – CT/UFSM LABORATÓRIO DE CIÊNCIAS ESPACIAIS DE SANTA MARIA – LACESM/CT/UFSM AMPLIAÇÃO DO PROTÓTIPO DO TELESCÓPIO DETECTOR DE MUONS - TDM RAIOS CÓSMICOS DE ALTA ENERGIA – SICINPE 2008 Níkolas Kemmerich[1]; Alisson Dal Lago [2]; Nelson J. Schuch [1] Laboratório de Clima Espacial e Previsão de Tempestades Magnéticas do Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais – LCEPTM/CRS/INPE – MCT em parceria com o Laboratório de Ciências Espaciais de Santa Maria, Convênio: INPE – UFSM, Santa Maria, RS, Brasil; [2] Divisão de Geofísica Espacial da Coordenação de Ciências Espaciais – DGE/CEA/INPE – MCT, São José dos Campos, SP, Brasil. E-mail: nikolas@lacesm. ufsm. br

Telescópio Protótipo • Instalado em 2001, operou até 2005. • Localização: Observatório Espacial do Sul – OES/CRS/INPE – MCT , São Martinho da Serra, Brasil-RS, (Lat. : 29, 4°S, Log. : 306, 2°L). • Resolução temporal de uma hora (1 h). Figura 1: Telescópio Protótipo Figura 2: Prédio Principal Observatório Espacial do Sul.

Qual o objetivo de se ter um telescópio de Raios Cósmicos alta energia? Principais: • Modulação de Raios Cósmicos Galácticos (GCR). Alta energia: ~ ou > 50 Ge. V. • Estudar Interação Sol-Terra. - Previsão de tempestades Geomagnéticas. - Estudo de tempestades Geomagnéticas. Vídeo 1: Representação Artística interação Sol-Terra. Figura 3 : CME 27/02/00, lasco C 2. Fonte: (Fonte: NASA – Satélite Soho).

Figura 8: Figura esquemática dos raios cósmicos que colidem com partículas da atmosfera Terrestre (chuveiro de raios cósmicos). FONTE: Modificado de Forbush (1993).

CME BLINDAM RAIOS CÓSMICOS Figura 5: Representação esquemática do cone de perdas na interação: Sol - CME - Terra. Fonte: (Nagashima et al. [1992], Ruffolo [1999] )

Funcionamento Básico Figura 5: Foto da fotomultiplicadora utilizada no detector de raios cósmicos – muons. Figura 4: Representação artística do detector. Figura 7: Computador onde é armazenado os dados. Figura 6: Fontes de alimentação e sistema de processamento de sinais do telescópio detector de muons.

Telescópio Expandido Figura 8: Telescópio Expandido, 56 detectores. Figura 9: Rede mundial de Detectores de Raios Cósmicos de Alta Energia - muons. Munakata et al. , 2004. • Instalado em 2005. • Resolução temporal de um minuto. • Maior número de Canais (Direções).

Comparações entre os telescópios Direção do Telescópio Combinação dos Detectores Contagem Horária (fator 104) Erro na contagem(%) Pm(GV) Vertical (V) U 1 -L 1 U 2 -L 2 U 3 -L 3 U 4 -L 4 39. 4 0. 16 53 30º North (N) U 1 -L 3 U 2 -L 4 11. 3 0. 30 58 30º South (S) U 4 -L 2 U 3 -L 1 11. 4 0. 30 57 30º East (E) U 2 -L 1 U 4 -L 3 11. 0 0. 30 59 30º West (W) U 1 -L 2 U 3 -L 4 11. 5 0. 30 56 39º Northeast (NE) U 2 -U 3 4. 7 0. 46 64 39º Northwest (NW) U 1 -U 4 5. 4 0. 43 61 39º Southeast (SE) U 4 -L 1 5. 3 0. 43 63 39º Southwest (SW) U 3 -L 2 5. 5 0. 43 60 Tabela 1: Características do Telescópio Protótipo instalado em São Martinho. Dados analisados para o 11º dia de Abril de 2001.

Direção do Telescópio Número de Telescópio Contagem Horária (Fator 106) Erro na contagem(%) Vertical (V) 28 2. 30 0. 06 30º North (N) 21 0. 95 0. 10 30º South (S) 21 0. 98 0. 10 30º East (E) 24 1. 05 0. 10 30º West (W) 24 1. 16 0. 09 39º Northeast (NE) 18 0. 47 0. 14 39º Northwest (NW) 18 0. 51 0. 14 39º Southeast (SE) 18 0. 49 0. 14 39º Southwest (SW) 18 0. 52 0. 14 49º North (N 2) 14 0. 33 0. 17 49º South (S 2) 14 0. 32 0. 18 49º East (E 2) 20 0. 47 0. 14 49º West (W 2) 20 0. 43 0. 15 Tabela 2: Características do Telescópio Expandido. Dados analisados para o 13º dia de Dezembro de 2006.

Figure 10: De cima para baixo, densidade de partículas no vento solar, temperatura, velocidade, componente z e magnitude do campo magnético. Contagem vertical de muons e índice Dst.

Figura 11: Contagem em % do Telescópio protótipo para as direções : Norte, Sul, leste e oeste.

Figura 12: De cima para baixo, densidade de partículas no vento solar, temperatura, velocidade, componente z e magnitude do campo magnético. Contagem vertical de muons e índice Dst.

Figura 13: Contagem em % do Telescópio expandido para as direções : Norte, Sul, leste e oeste.

Conclusões O estudo mostra que existe o decréscimo de muons (decréscimo de forbush) na ocorrência de tempestades geomagnéticas. Mostramos a resposta dos raios cósmicos no Observatório Espacial do Sul em forma de decréscimo na contagem de muons a um distúrbio interplanetário ocorrido em dezembro de 2006. Observou-se indícios de precursores antes da chegada da estrutura interplanetária na Terra, evidenciando o fato de que se pode usar observações de raios cósmicos para fazer previsões de ocorrência de distúrbios magnéticos. Deve-se continuar este estudo para que no futuro possamos entender o que acontece na interação Sol-Terra e tornar detectores terrestres uma ferramenta poderosa para previsão de clima espacial.

Agradecimentos Ao Programa PIBIC/INPE – CNPq/MCT pela aprovação dos Projetos de Pesquisa de Iniciação Científica. A National Science Foundation (NFS-USA) pelo subcontrato entre a Delaware University e FATEC/UFSM, para a expansão do Telescópio Multidirecional Detector de Muons do Observatório Espacial do Sul , ao Prof. Dr. K. Munakata e a Universidade de Shinshu pela doação do equipamento a UFSM para ser instalado no Observatório Espacial do Sul. Contato: nikolas@lacesm. ufsm. br MUITO OBRIGADO PELA ATENÇÃO