18:37 2022-11-25
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Observațiile directe ale unei rețele coronare complexe descoperă un indiciu important cu privire la ce mecanism determină vântul solar
_ Observații directe ale unui rețeaua coronară complexă descoperă un indiciu important cu privire la ce mecanism determină vântul solar
Folosind datele de observație de la sateliții meteorologici din SUA GOES, o echipă de cercetători condusă de Institutul Max Planck pentru Cercetarea Sistemului Solar (MPS) din Germania a făcut un pas important spre dezvăluirea unuia dintre cele mai perseverente secrete ale soarelui: cum lansează steaua noastră particulele care constituie vântul solar în spațiu? Datele oferă o vedere unică a unei regiuni cheie din coroana solară la care cercetătorii au avut puțin acces până acum.
Echipa a capturat pentru prima dată o rețea dinamică, asemănătoare unei rețele de plasmă alungită, împletită. structurilor. Împreună cu datele de la alte sonde spațiale și simulări ample pe computer, apare o imagine clară: acolo unde structurile coronale alungite interacționează, energia magnetică este descărcată și particulele scapă în spațiu.
Sateliții de mediu operaționali geostaționari (GOES). ) al Administrației Naționale pentru Oceane și Atmosfere din SUA (NOAA) s-au preocupat în mod tradițional de alte lucruri decât soarele. Din 1974, sistemul orbitează planeta noastră la o altitudine de aproximativ 36.000 de kilometri și furnizează continuu date legate de Pământ, de exemplu pentru prognoza vremii și a furtunilor.
De-a lungul anilor, configurația originală a fost extinsă la includ sateliți mai noi. Cele mai recente trei care funcționează în prezent sunt echipate suplimentar cu instrumente care privesc soarele pentru prognoza meteo spațială. Ei pot imaginea radiațiile ultraviolete de pe coroana stelei noastre.
O campanie de observare exploratorie pentru imaginea coroanei solare extinse a avut loc în august și septembrie 2018. Timp de mai bine de o lună, Solar Ultraviolet Imager (SUVI) de la GOES nu numai a privit direct la soare, așa cum o face de obicei, dar a capturat și imagini de ambele părți ale acestuia.
„Am avut ocazia rară de a folosi un instrument într-un mod neobișnuit pentru a observa o regiune care nu a fost cu adevărat explorat”, a spus dr. Dan Seaton de la SwRI, care a servit ca om de știință șef pentru SUVI în timpul campaniei de observare. „Nici nu știam dacă va funcționa, dar știam că dacă va funcționa, vom face descoperiri importante.”
Combinând imaginile din diferite unghiuri de vizualizare, câmpul vizual al instrumentului ar putea să fie semnificativ mărită și astfel, pentru prima dată, întreaga coroană mijlocie, un strat al atmosferei solare de la 350 de mii de kilometri deasupra suprafeței vizibile a soarelui, ar putea fi fotografiată în lumină ultravioletă.
Alte nave spațiale care studiază soarele și colectează date de la coroană, cum ar fi Observatorul de dinamică solară (SDO) al NASA, precum și Observatorul solar și heliosferic (SOHO) al NASA și ESA, analizează straturile mai adânci sau mai înalte. „În coroana mijlocie, cercetarea solară a avut un punct orb. Datele GOES oferă acum o îmbunătățire semnificativă”, a spus dr. Pradeep Chitta de la MPS, autorul principal al noului studiu. În coroana mijlocie, cercetătorii suspectează procese care conduc și modulează vântul solar.
Călătorind prin spațiu la viteze supersonice
Vântul solar este una dintre caracteristicile cele mai extinse ale stelei noastre. Fluxul de particule încărcate pe care soarele le aruncă în spațiu călătorește până la marginea Sistemului nostru Solar, creând heliosfera, o bulă de plasmă rarefiată care marchează sfera de influență a soarelui. În funcție de viteza sa, vântul solar este împărțit în componente rapide și lente.
Așa-numitul vânt solar rapid, care atinge viteze de peste 500 de kilometri pe secundă, provine din interioarele găurilor coronale, regiuni care apar întunecate în radiațiile ultraviolete coronale. Regiunile sursă ale vântului solar lent sunt însă mai puțin sigure. Dar chiar și particulele vântului solar lent alergă prin spațiu cu viteze supersonice de 300 până la 500 de kilometri pe secundă.
Această componentă mai lentă a vântului solar ridică încă multe întrebări. Plasma coronară fierbinte de peste un milion de grade trebuie să scape de soare pentru a forma vântul solar lent. Ce mecanism funcționează aici? Mai mult decât atât, vântul solar lent nu este omogen, dar dezvăluie, cel puțin parțial, o structură asemănătoare cu raze de streamere clar distinse. De unde și cum își au originea? Acestea sunt întrebările abordate în noul studiu.
În datele GOES, poate fi văzută o regiune din apropierea ecuatorului care a stârnit interesul special al cercetătorilor: două găuri coronale, unde vântul solar curge departe de soarele nestingherit, în imediata apropiere a unei regiuni cu putere mare a câmpului magnetic. Interacțiunile dintre sisteme ca acestea sunt considerate a fi posibile puncte de plecare ale vântului solar lent.
Deasupra acestei regiuni, datele GOES arată structuri de plasmă alungite în coroana mijlocie îndreptată radial spre exterior. Echipa de autori se referă la acest fenomen, care acum a fost fotografiat direct pentru prima dată, ca o rețea coronală. Web-ul este în continuă mișcare: structurile sale interacționează și se regrupează.
Cercetătorii știu de multă vreme că plasma solară a coroanei exterioare prezintă o arhitectură similară. De zeci de ani, coronagraful LASCO (Large Angle and Spectrometric Coronagraph) de la bordul navei spațiale SOHO, care și-a sărbătorit anul trecut a 25-a aniversare, oferă imagini din această regiune în lumină vizibilă. Oamenii de știință interpretează fluxurile sub formă de jet din coroana exterioară ca fiind structura vântului solar lent care își începe călătoria în spațiu acolo. După cum arată acum impresionant noul studiu, această structură predomină deja în coroana mijlocie.
Influența câmpului magnetic solar
Pentru a înțelege mai bine fenomenul, cercetătorii au analizat și date din alte sonde spațiale: Observatorul de dinamică solară (SDO) al NASA a oferit o vedere simultană a suprafeței soarelui; nava spațială STEREO-A, care a precedat Pământul pe orbita sa în jurul Soarelui din 2006, a oferit o perspectivă laterală.
Folosind tehnici de calcul moderne care încorporează observații cu teledetecție ale soarelui, cercetătorii pot folosi supercalculatoare pentru a construi modele 3D realiste ale câmpului magnetic evaziv din coroana solară. În acest studiu, echipa a folosit un model avansat magnetohidrodinamic (MHD) pentru a simula câmpul magnetic și starea plasmei coroanei pentru această perioadă de timp.
„Acest lucru ne-a ajutat să conectăm dinamica fascinantă pe care am observat-o în acest studiu. coroana de mijloc la teoriile predominante ale formării vântului solar”, a spus dr. Cooper Downs de la Predictive Science Inc., care a efectuat simulările pe computer.
Așa cum arată calculele, structurile rețelei coronale urmează magneticul. linii de câmp. „Analiza noastră sugerează că arhitectura câmpului magnetic din coroana mijlocie este imprimată vântului solar lent și joacă un rol important în accelerarea particulelor în spațiu”, a spus Chitta. Conform noilor rezultate ale echipei, plasma solară fierbinte din corona de mijloc curge de-a lungul liniilor deschise de câmp magnetic ale rețelei coronale. Acolo unde liniile de câmp se intersectează și interacționează, energia este eliberată.
Există multe care sugerează că cercetătorii se află la un fenomen fundamental. „În perioadele de activitate solară ridicată, găurile coronale apar adesea în apropierea ecuatorului, în imediata apropiere a zonelor cu putere mare a câmpului magnetic”, a spus Chitta. „Rețeaua coronară pe care am observat-o este, prin urmare, puțin probabil să fie un caz izolat”, adaugă el.
Echipa speră să obțină informații suplimentare și mai detaliate din viitoarele misiuni solare. Unele dintre ele, cum ar fi misiunea Proba-3 a ESA, planificată pentru 2024, sunt echipate cu instrumente care vizează în mod specific corona de mijloc. MPS este implicat în prelucrarea și analiza datelor acestei misiuni. Împreună cu datele observaționale de la sondele care funcționează în prezent, cum ar fi Parker Solar Probe de la NASA și Solar Orbiter de la ESA, care părăsesc linia Pământ-soare, acest lucru va permite o mai bună înțelegere a structurii tridimensionale a rețelei coronale.
Cercetarea a fost publicată în Nature Astronomy.
Comentarii:
Adauga Comentariu