¿Qué es una dirección de llegada asintótica?
Ya hemos visto que la dirección en la que impacta una partícula en la atmósfera de la Tierra procedente de la magnetosfera depende de la ubicación de la Tierra. Además, los rayos cósmicos muy energéticos no se ven desvíados por el campo magnético terrestre. Esto significa que un monitor de neutrones será más sensible a los rayos cósmicos que se propagen en una línea recta determinada por la latitud y longitud de dicho monitor de neutrones. Sin embargo, las partículas con menos energía serán fuertemente desviadas. De nuestro dibujo esquemático podríamos deducir que un monitor de neutrones que se encontrara en el ecuador terrestre detectaría partículas que vendrían más desde oeste cuanta menos energía tengan. Para estaciones ubicadas en otras latitudes esto es bastante más complicado y es necesario utilizar modelos informáticos para calcular los ángulos de entrada correspondientes en función de la energía de la partícula, justo en el zénit de la estación. Estas direciones asintóticas de llegada se pueden representar en un map para cada estación en particular. Pero como el campo magnético de la Tierra en un punto varía con el paso del tiempo, debido a la rotación de la tierra con respecto al viento solar, la dirección asintótica de llegada también variará, y por lo tanto deberá ser recalculada para en momento concreto que estemos estudiando.
Esta figura es un mapa de llegadas asintóticas para varios monitores de neutones, calculada a las 7:00 UT el 20 de enero de 2005. Cada estación está etiquetada con su nombre abreviado a dos letras (Th-Thule, Na-Nain, Bar-Barentsburg, McM-McMurdo, SP-South Pole, Sa-SANAE, Pe-Peawanuk, TA- Terre Adelie, Ou-Oulu, Ap-Apatity, Mo-Moscow, Ki-Kiel, Ju-Jungfrauioch, Ke-Kerguelen, Nor-Norilsk, Ti-Tixie Bay, CS-Cape Shmidt, In-Inuvik). La curva de las direcciones de llegada a cada estación comprende las direcciones para un rango de rigideces magnéticas o de energías. La dirección de la mayor rigidez magnética calculada (20 GV, que corresponde a una energía cinética de 19 GeV) se encuentra al principio de la curva, al lado de la etiqueta de la estación. Por el contrario, la dirección de la menor rigidez (1 GV, correspondiente a una energía cinética de 430 MeV) se encuentra en el extremo contrario. Podemos observar que cada estación tiene un conjunto característico de direcciones de llegada, así es que combinando todas ellas podemos estimar cuántas y desde qué direcciones vienen las partículas cuando se produce un evento solar.
Las curvas cerradas que se han superpuesto en color gris indican los puntos con el mismo ángulo de incidencia, que también indican misma energía del flujo de partículas.
La mayor intensidad calculada para el evento solar del 20 de enero de 2005 procedía de una dirección cercana a -115 de longitud y -30 de latitud, en el cuadrante inferior izquierdo del map. Obsérvese que la dirección asintótica de las estación de Mc Mudo (McM, South Pole (SP) y Terre Adélie (TA) están cercanos a estos puntos, lo que justifica por qué estos monitores registraron las cuentas más altas y más repentinas de toda la red de monitores de neutrones hasta la fecha.
Por otro lado, la direcciones asintóticas del monitor de la Isla de Kerguelen estaban muy lejos del lugar de llegada de las partículas y por lo tanto registraron cuentas mucho más bajas. Por supuesto hay que tener aquí en cuenta que estamos haciendo el razonamiento inverso al que se hizo para determinar la dirección de llegada, comparando las direcciones de llegada con las curvas de contorno de iso-intensidad. Al contario, fue el hecho de que tres estaciones polares antárticas registraran medidas tan altas lo que permitió identificar la dirección de entrada (-115, -30). Cabe esperar que las primeras partículas en llegar a la Tierra sean las viajen a lo largo del campo magnético interplanetario, y que aquellas que sigan otras trayectorias, por ejemplo helicoidales, llegarán más tarde ya que tienen que recorrer mayor distancia. La dirección del campo magnético interplanetario en el momento en el que se construyó el mapa está centrado en un punto cercano a la estación de Mc Murdo. Esto es cerca del lugar exacto de llegada de la mayoría de las partículas, la diferencia entre las dos direcciones se puede explicar fácilmente usando un modelo simplificado que adoptamos cuando derivamos la distribución angular de las direcciones de llegada.