De invloed van de zonnewind op zonne-energetische deeltjes.

Hoogenergetische kosmische stralling vormt een constante bedreiging voor satellieten waarvan onze moderne samenleving strekt afhankelijk is. Bovendien zullen toekomstige bemande missies naar de maan en Mars bescherming tegen dergelijke straling vereisen. Daarom is een diepgaand begrip van deze hoogenergetische deetjes in ons zonnestelsel cruciaal. Een groot deel van deze straling bestaat uit elektronen, protonen en zwaardere ionen die worden versneld tijdens tijdens zonne-uitbarstingen, zoals coronale massa ejecties (CMEs) en zonnevlammen. De versenllinng en het transport van deze zonne-energetische deeltjes (SEPs)  doorheen de zonnewind kan worden beschreven door de zogenaamde focused transport equation (FTE).

In deze thesis ontwikkelen we een numeriek model dat de intensiteit van de energetische deeltjes in de ruimte berekent door de FTE op te lossen onder de aanname van een realistische zonnewind configuratie. Dit model wordt PARADISE genoemd, een acroniem voor Particle Radiation Asset Directed at Interplanetary Space Exploration. PARADISE lost de FTE op door een systeem van Itô stochastische differentiaalvergelijkingen te integreren, uitgaande van een zonnewind configuratie verkregen van een magnetohydrodynamisch (MHD) model.  In deze thesis wordt de tijdsafhankelijke MHD module van het EUHFORIA model gebruikt.

We gebruiken PARADISE om het transport van SEP's in een zonnewind met een coroterende interactie regio (CIR) te bestuderen. We illustreren dat een CIR de SEPs sterk kan beïnvloeden door te fungeren als een efficiënte magnetische spiegel en door de deeltjes te versnellen in compressie- en schokgolven. Bovendien kan de complexe magnetische topologie van de CIR de efficiëntie van diffusie loodrecht (op het inteplanetaire magneetveld (cross-field diffusion)  sterk beïnvloeden. Verder bestuderen we het effect van de guiding centre drifts op de energetische protonen. We illustreren dat deze drifts een significante invloed kunnen hebben op het transport van protonen, zelfs indien deze een relatief lage energie hebben (< 36 MeV). Bovendien worden de effecten van de drifts veel groter nabij een CIR. Ten slotte laten we zien dat PARADISE in staat is om de evolutie van energetische deeltjes te beschrijven in een dynamische zonnewind die een CME bevat.