Y. Hayashi, K. Munakata, M. Kozai, R. Kataoka, A. Kadokura, C. Kato, N. Miyashita, S. Miyake, K. Murase, M. L. Duldig, D. Ruffolo, W. Mitthumsiri, P. Muangha, A. Sáiz, S. Seunarine, P. A. Evenson, P.-S. Mangeard, K. Iwai, H. Menjo, E. Echer, A. Dal Lago, M. Rockenbach, N. J. Schuch, J. V. Bageston, C. R. Braga, H. K. Al Jassar, M. M. Sharma, N. Burahmah, F. Zaman, I. Sabbah, T. Kuwabara, D. Chen, and J. Huang
Large Forbush decreases (FDs) in the Galactic cosmic ray flux were observed by the paired neutron monitor (SNM) and the vertical channel of the muon detector (SMDV) at the Antarctic Syowa Station in May and October, 2024. The maximum count rate depressions in SNM and SMDV are ~10% and ~5% in the May FD, respectively. In the October FD, the observed count rates decreased in two steps following two successive interplanetary shocks. The maximum count rate depression recorded by SNM (SMDV) is ~7% (~3%) in the first step, while it is ~8% (~5%) in the second step. It is demonstrated that the SNM count rate fraction relative to the total count rate in SNM and SMDV (Fn) is a good real-time indicator of the temporal variation of the cosmic ray rigidity spectrum (ΔΓ(P,t)), which is an important parameter for identifying the physical processes responsible for FD effects. It is verified that the variation of Fn is consistent with ΔΓ(P,t) calculated from the Global Fitting Analysis (GFA) at the Syowa Station. Fn also shows a significant increase of ΔΓ(P,t) during the ground-level enhancement (GLE, a type of solar storm) due to solar energetic particles on May 11 superposed on the FD recovery phase (i.e., the return to a normal count rate after the FD), implying that the total (Galactic + solar) cosmic ray spectrum is softened due to the contribution from GLE intensity steeply increasing with decreasing rigidity. This implies that Fn can be also a good indicator of small GLEs which are sometimes difficult to identify in the count rate variation when masked by an FD and the associated diurnal anisotropy.
ได้สังเกตการลดลงแบบฟอร์บุช (Forbush decreases, FDs) ครั้งใหญ่ในฟลักซ์รังสีคอสมิกจากกาแล็กซี ด้วยชุดเครื่องตรวจวัดนิวตรอน (SNM) และช่องในแนวดิ่งของเครื่องวัดมิวออน (SMDV) ณ สถานีซโยวา ทวีปแอนตาร์กติกา เมื่อเดือนพฤษภาคมและตุลาคม ค.ศ. 2024 โดยพบการลดลงในอัตรานับรังสีถึง ~10% ใน SNM และ ~5% ใน SMDV สำหรับ FD เมื่อเดือน พ.ค. ส่วนในเดือน ต.ค. การลดลงในอัตรานับรังสีมีสองขั้น หลังจากการผ่านโลกโดยคลื่นกระแทกระหว่างดาวเคราะห์สองเหตุการณ์ โดยในขั้นแรกมีการลดลงในอัตรานับรังสีถึง ~7% ใน SNM และ ~3% ใน SMDV และในขั้นที่สองลดถึง ~8% ใน SNM และ ~5% ใน SMDV เราแสดงว่า Fn คือสัดส่วนของอัตรานับใน SNM ต่ออัตรานับรวมใน SNM และ SMDV เป็นตัวบ่งชี้ที่ดีสำหรับการเปลี่ยนต่อเวลาในสเปกตรัมในริจิดิตีของรังสีคอสมิก (ΔΓ(P,t)) ซึ่งเป็นตัวแปรที่สำคัญในการบ่งบอกกระบวนการเชิงฟิสิกส์ที่ทำให้เกิดผลกระทบของ FD เราตรวจเช็คว่า การเปลี่ยนแปลงต่อเวลาของ Fn สอดคล้องกับค่า ΔΓ(P,t) สำหรับสถานีซโยวา ที่คำนวณโดย Global Fitting Analysis (GFA) นอกจากนี้ Fn แสดงการเพิ่มอย่างนัยสำคัญใน ΔΓ(P,t) ระหว่างเหตุการณ์พายุสุริยะประเภท ground-level enhancement (GLE) เนื่องจากอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์เมื่อวันที่ 11 พ.ค. ระหว่างช่วงเวลาที่ผ่อนคลาย (กลับสู่ปกติ) หลัง FD ซึ่งแสดงว่าสเปกตรัมรวมของรังสีคอสมิก (จากกาแล็กซีบวกดวงอาทิตย์) มีอนุภาคพลังงานต่ำลง เนื่องจากผลของ GLE ที่ลดลงเร็วมากสำหรับริจิดิตีที่เพิ่มขึ้น จึงแสดงว่า Fn เป็นตัวบ่งชี้ที่ดีสำหรับ GLE ขนาดเล็ก ซึ่งในบางครั้งบ่งบอกยากจากการเปลี่ยนของอัตรานับรังสี ต่อเมื่อมีการเกิด FD พร้อมด้วยแอนไอโซโทรปีที่เกี่ยวข้อง
งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง:
Y. Hayashi, K. Munakata, M. Kozai, et al. Real time monitoring of the rigidity spectrum of large Forbush
decreases in May and October 2024 with the paired neutron monitor and muon detector at the Antarctic Syowa
Station, Earth, Planets and Space, 78, 75 (2026).
https://doi.org/10.1186/s40623-026-02386-y
