Мониторинг космической погоды в потоке космических лучей

Космическая погода в основном формируется солнечной активностью. Мощные вспышки, корональные выбросы массы (КВМ), быстрый солнечный ветер (СВ) распространяются в межпланетном пространстве и, попадая в магнитосферу Земли, могут вызвать ряд негативных геофизических явлений. Постоянный мониторинг за возмущениями космической погоды на протяжении более 20 лет проводит гелиостационарный спутник АСЕ, расположенный в окрестностях Земли на расстоянии 1.5 млн. км. Информация от АСЕ о характеристиках СВ опережает попадание возмущений на орбиту Земли лишь за 30−40 мин. и является слишком кратковременной для принятия важных решений о защите функционирования различной высокочувствительной аппаратуры.
Имеется ряд косвенных возможностей для получения более ранних предикторов о приближении высокоэнергичных сгустков плазмы (КВМ) к орбите Земли по регистрации возмущений в потоке галактических космических лучей. Поток протонов КЛ, проходя через область возмущенного СВ, становится неоднородным, возникает пространственная анизотропия или нестационарность. Частицы КЛ распространяются практически со скоростью света и проходят расстояние во внутренней гелиосфере менее чем за 10 мин. В то время как КВМ достигает орбиты Земли за 1-3 суток в зависимости от скорости плазмы. Опережение по времени оказывается значительным. Однако величина вариаций потока КЛ составляет малую величину (около 1%) и «размыта» за счет ограниченной статистической точности измерений.
В данной работе непрерывно регистрируется поток мюонов с помощью наземного мюонного годоскопа УРАГАН (НИЯУ МИФИ) с целью идентификации нестационарностей в КЛ. Применение методики фликкер-шумовой спектроскопии позволяет надежно выделить скрытые сигналы в сильно зашумленных временных рядах КЛ. Методика оказывается более эффективной, чем фурье- и вейлет-анализ и не зависит от формы сигналов-анализаторов. Приводятся предварительные результаты по отдаленной идентификации КВМ в гелиосфере.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 16-05-0997).