Deriving the Properties of Coronal Pressure Fronts in 3D: Application to the 2012 May 17 Ground Level Enhancement

We study the link between an expanding coronal shock and the energetic particles measured near Earth during the ground level enhancement of 2012 May 17. We developed a new technique based on multipoint imaging to triangulate the three-dimensional (3D) expansion of the shock forming in the corona. It uses images from three vantage points by mapping the outermost extent of the coronal region perturbed by the pressure front. We derive for the first time the 3D velocity vector and the distribution of Mach numbers, M FM, of the entire front as a function of time. Our approach uses magnetic field reconstructions of the coronal field, full magnetohydrodynamic simulations and imaging inversion techniques. We find that the highest M FM values appear near the coronal neutral line within a few minutes of the coronal mass ejection onset; this neutral line is usually associated with the source of the heliospheric current and plasma sheet. We illustrate the variability of the shock speed, shock geometry, and Mach number along different modeled magnetic field lines. Despite the level of uncertainty in deriving the shock Mach numbers, all employed reconstruction techniques show that the release time of GeV particles occurs when the coronal shock becomes super-critical (M FM > 3). Combining in situ measurements with heliospheric imagery, we also demonstrate that magnetic connectivity between the accelerator (the coronal shock of 2012 May 17) and the near-Earth environment is established via a magnetic cloud that erupted from the same active region roughly five days earlier. </p

Models and data analysis tools for the Solar Orbiter mission

Context. The Solar Orbiter spacecraft will be equipped with a wide range of remote-sensing (RS) and in situ (IS) instruments to record novel and unprecedented measurements of the solar atmosphere and the inner heliosphere. To take full advantage of these new datasets, tools and techniques must be developed to ease multi-instrument and multi-spacecraft studies. In particular the currently inaccessible low solar corona below two solar radii can only be observed remotely. Furthermore techniques must be used to retrieve coronal plasma properties in time and in three dimensional (3D) space. Solar Orbiter will run complex observation campaigns that provide interesting opportunities to maximise the likelihood of linking IS data to their source region near the Sun. Several RS instruments can be directed to specific targets situated on the solar disk just days before data acquisition. To compare IS and RS, data we must improve our understanding of how heliospheric probes magnetically connect to the solar disk.Aims. The aim of the present paper is to briefly review how the current modelling of the Sun and its atmosphere can support Solar Orbiter science. We describe the results of a community-led effort by European Space Agency's Modelling and Data Analysis Working Group (MADAWG) to develop different models, tools, and techniques deemed necessary to test different theories for the physical processes that may occur in the solar plasma. The focus here is on the large scales and little is described with regards to kinetic processes. To exploit future IS and RS data fully, many techniques have been adapted to model the evolving 3D solar magneto-plasma from the solar interior to the solar wind. A particular focus in the paper is placed on techniques that can estimate how Solar Orbiter will connect magnetically through the complex coronal magnetic fields to various photospheric and coronal features in support of spacecraft operations and future scientific studies.Methods. Recent missions such as STEREO, provided great opportunities for RS, IS, and multi-spacecraft studies. We summarise the achievements and highlight the challenges faced during these investigations, many of which motivated the Solar Orbiter mission. We present the new tools and techniques developed by the MADAWG to support the science operations and the analysis of the data from the many instruments on Solar Orbiter.Results. This article reviews current modelling and tool developments that ease the comparison of model results with RS and IS data made available by current and upcoming missions. It also describes the modelling strategy to support the science operations and subsequent exploitation of Solar Orbiter data in order to maximise the scientific output of the mission.Conclusions. The on-going community effort presented in this paper has provided new models and tools necessary to support mission operations as well as the science exploitation of the Solar Orbiter data. The tools and techniques will no doubt evolve significantly as we refine our procedure and methodology during the first year of operations of this highly promising mission.Peer reviewe

Coscienza civica e tensioni sociali nel Mezzogiorno normanno: Benevento nella prima metà del XII secolo

Il saggio presta particolare attenzione alle variegate e vivaci dinamiche urbane di Benevento nei secoli XI-XIII, basandosi principalmente sull’analisi del Chronicon di Falcone, che è spesso l’unica fonte di informazione per una conoscenza approfondita delle vicende della città del Calore. Il Chronicon, a dispetto dei tanti pronunciamenti di veridicità e di obiettività del suo autore, ci presenta ciò che l’intellettuale Falcone ha potuto vedere, osservare, ‘sentire’ da un particolare punto di osservazione (Benevento), in un momento storico particolare (il periodo del consolidarsi del potere ducale e poi ruggeriano nel Mezzogiorno), ponendo l’accento su alcune vicende, reputate cardinali, piuttosto che su altre, consegnandoci, dunque, una narrazione volontaria e soggettiva, sostenuta da precise scelte tematiche. L’impalcatura compositiva della cronaca manifesta, infatti, una forte propensione alla gerarchizzazione dei fatti, in quanto non tutti ritenuti ugualmente capaci di segnare la memoria collettiva. Falcone narra, con precisione e abbondanza di particolari, eventi militari (scontri della città con i nuclei di potere feudale esistenti nel circondario o singole battaglie campali), i violenti contrasti intestini urbani, solenni celebrazioni religiose, riferendo in dettaglio anche su alcuni miracoli compiuti da san Barbato. Si sofferma su alcuni rituali civici ed episodi di vita monastica e conciliare, sulla concessione di due privilegi che ritagliarono più ampi spazi di autonomia economica alla città. Fornisce una dettagliata descrizione della sua nomina a giudice del centro urbano, ma anche, ad esempio, di un evento catastrofico come il terremoto che, nel 1125, sconvolse profondamente il Beneventano. Sono però soprattutto i conflitti interni e il fenomeno dell’esilio, dell’allontanamento volontario od obbligato dei cives dallo spazio sociale beneventano, a suscitare costantemente la sua attenzione, tradendone così l’acuta sensibilità ai problemi del presente, il forte impegno politico e civico e l’ottica municipalistica. Le ragioni della scrittura falconiana si risolvono così nell’indicazione del criterio che sovrintende alle scelte tematiche della narrazione, cioè nella volontà dell’autore di non ‘disperdere’, e quindi di conservare e tramandare, di proiettare nel futuro per far diventare patrimonio comune, storia in definitiva, tutto ciò che ritiene indispensabile e utile («quae necessaria imminent et oportuna videntur») alla definizione, a mio avviso, della identità civica della comunità beneventana. Un organismo sociale di cui vengono sottolineate le specifiche componenti: la protezione dei santi, le profonde esigenze di pace e di concordia, le capacità militari, la precoce difesa di importanti margini di autonomia politica ed economica, la la vitalità sorprendente, evidente nelle lotte di fazione, manifestazione di quelle stesse tensioni politiche e sociali che agitarono tra XI e XII secolo le città dell’Italia centrosettentrionale, ma anche molti centri urbani del Mezzogiorno italiano. Espressione di una forte autocoscienza cittadina il Chronicon, nello stesso tempo, vuole promuovere la consapevolezza della comunità beneventana di possedere un patrimonio spirituale comune, una propria identità, una propria storia particolare: un sentimento che avrebbe potuto stimolare la coesione dei cives che, presentati come personaggi di primo piano o minori o come anonimi componenti della multiforme folla cittadina che si fa interprete di numerosi avvenimenti grandi e piccini, sono con le loro qualità positive o negative i veri protagonisti della narrazione falconiana