Parker Solar Probe przewiduje wystrzelenie wiatru słonecznego – Ars Technica

Strumienie wiatru słonecznego z naładowanymi cząsteczkami mogą rozświetlać zorze polarne, powodować awarie satelitów i niszczyć infrastrukturę elektryczną na Ziemi. Pomimo ich znaczenia, mamy ograniczoną wiedzę na temat sił, które wytwarzają wiatr, skąd wychodzi on ze Słońca i co przyspiesza go w kierunku naszej planety.

Ponieważ wiatr słoneczny wieje na zewnątrz z taką siłą, sama jego siła prawie uniemożliwiała statkom kosmicznym przejrzenie chaosu i ustalenie, gdzie się narodził — aż do teraz. Należąca do NASA sonda Parker Solar Probe była w stanie obserwować Słońce na tyle blisko, aby sfotografować region, z którego pochodzi wiatr słoneczny. byli naukowcy z NASA wcześniej oczekiwano Zaczyna się blisko powierzchni, a następnie przepływa przez „dziury” w koronie słonecznej, zewnętrznej atmosferze, zanim zostanie wyrzucony w kosmos. A ostatni strzał Parkera pokazał, że mieli rację.

dziura w otoczce

Naukowcy z zespołu Parkera powiedzieli: „Szybkie wiatry słoneczne, które wypełniają heliosferę, pochodzą z obszarów głęboko w polu magnetycznym otwartym na słońce, zwanych dziurami koronalnymi”. Stań Niedawno opublikowane w czasopiśmie Nature.

Czym więc są dziury koronalne? Te szczególnie jasne obszary w koronie są otwartymi obszarami w polu magnetycznym Słońca. Wiele linii pola magnetycznego docierających do powierzchni Słońca przechodzi przez każdy otwór, niektóre skierowane w stronę Słońca, inne od niego. Kiedy domeny magnetyczne poruszające się w przeciwnych kierunkach zderzają się, pękają, a następnie łączą się ponownie w zjawisku znanym jako ponowne połączenie magnetyczne, uwalniając plazmę przepływającą wzdłuż linii pola.

I tu pojawia się Parker Discovery. Parker był w stanie wykryć strumienie tych samych wysokoenergetycznych cząstek w plazmie, które wylewają się z dziur koronalnych. Cząstki te znajdują się również w tak zwanym szybkim wietrze słonecznym, który jest prawie dwa razy szybszy niż powolny wiatr słoneczny i osiąga prędkość około 800 kilometrów na sekundę (prawie 500 mil na sekundę). Wyjątkowy widok Parkera może również śledzić początek wiatru słonecznego z odległości około 8 milionów kilometrów (13 milionów mil). Z tej odległości wiatr słoneczny nie przekształcił się jeszcze całkowicie w niechlujnego potwora, więc sonda może obserwować jego bardziej uporządkowane początki blisko powierzchni. Cząsteczki szybkiego wiatru słonecznego, które zauważyli, były tak energetyczne, że odkryto również, że przyspieszają fale elektromagnetyczne, znane jako fale Alfvéna, które popychają ich cząsteczki dalej.

To, co napędza wiatr słoneczny, było przedmiotem debaty od dziesięcioleci, z debatą na temat tego, czy jest napędzany przez ponowne połączenie magnetyczne, czy fale Alfvéna. Ale dopóki zaawansowane instrumenty Parkera nie były w stanie dowiedzieć się, co dzieje się w głębinach Słońca, nie było sposobu na rozwiązanie kontrowersji.

Znajdź połączenie

Zespół Parkera stworzył symulacje ponownego połączenia, które pasowały do ​​​​obserwacji sondy. „Ponowne połączenie bezpośrednio ogrzewa otaczającą plazmę koronalną w stopniu wystarczającym do napędzania większego odpływu i jednocześnie wytwarza turbulentne impulsy prędkości, które napędzają ten odpływ” – stwierdzili naukowcy w swoim badaniu. Stań.

Podczas gdy Parker już wcześniej próbował wskazać pochodzenie wiatru słonecznego, był on niewłaściwie umieszczony, skupiając się na obszarze po drugiej stronie Słońca, który był zbyt daleko, aby zobaczyć, co dzieje się w tych „koronawirusach”. Istniała również szansa, że ​​nie zbierała dużej aktywności, ponieważ została wystrzelona w 2018 roku podczas minimum słonecznego (okresu najmniejszej aktywności). Maksima słoneczne (okres największego wpływu) występują co 11 lat; Następne maksimum słoneczne będzie w 2025 roku, ale nie musieliśmy czekać na maksimum, aby uchwycić dziury koronalne.

Zrozumienie źródła wiatru słonecznego powinno pomóc nam przewidzieć, kiedy będzie zmierzał w naszą stronę i jak szybko dotrze do naszej planety. Wiedza o tym, jak planować z wyprzedzeniem, może umożliwić nam ochronę satelitów, sieci elektrycznych i innego wrażliwego sprzętu. Jest to szczególnie ważne, gdy zbliżamy się do maksimum słonecznego, kiedy ultraszybki wiatr słoneczny najprawdopodobniej uderzy w Ziemię.

W niedalekiej przyszłości Parker będzie mógł zbliżyć się do Słońca. Jego instrumenty mogą nagrzewać się do 6,4 miliona kilometrów (4 miliony mil), dwa razy bliżej niż tym razem. Na razie nadal wpatruje się w słońce.

Przyroda, 2023. DOI: 10.1038 / s41586-023-05955-3 (o DOI).

Pisze Elizabeth Raine Creature. Jej prace pojawiły się w SYFY WIRE, Space.com, Live Science, Grunge, Den of Geek i Forbidden Futures. Kiedy nie pisze, albo zmienia kształt, rysuje, albo przebiera się za postać, o której nikt nigdy nie słyszał. Śledź ją na Twitterze: @hravenrayne.