Direct evidence of the interplanetary magnetic field effect on the cosmic-ray shadow by the sun

Abstract

The Tibet air shower array, being successively operated at an altitude of 4,300 m a.s.l. since 1990, has detected the shadows of the sun and moon in the 10 TeV cosmic ray flux. In particular, the shadow of the sun was observed in the direction significantly away from the apparent solar position, under the influence of the solar and interplanetary magnetic fields. A further analysis shows that the shadows by cosmic rays coming from the away and toward field sectors in the interplanetary space are shifted in opposite directions each other according to its polarity of the fields. This is the first direct observation of the influence of the interplanetary magnetic field on the shadow's displacement. The results imply that observation of the cosmic ray shadow by the sun can produce new information on the relation between a time variation of the large-scale structure of the solar and interplanetary magnetic fields and the cycle of solar activity.

1990年以来、海抜4300mの高度で連続運転されているTibet空気シャワーアレイにより、10TeVの宇宙線フラックス中に太陽および月のシャドウが検出された。特に、太陽のシャドウは、太陽および惑星間磁場の影響の下で、明らかな太陽の位置からずっと離れた方向に観測された。さらに解析を進めた結果、惑星間空間の磁場セクターとは別の方角からやってくる宇宙線と同一の方向からやってくる宇宙線によるシャドウは、磁場の極性に従って互に反対方向にシフトすることが判明した。これは、惑星間磁場のシャドウの変位への影響を直接観測した最初の例である。この結果は、太陽による宇宙線シャドウの観測が、太陽および惑星間磁場の大規模構造の時間変動と太陽活動との関係に関する新しい情報をもたらすということを意味する。