Маленькие плазменные струи питают солнечный ветер

Пользовательская оценка: 5 / 5

Крошечные струи солнечной плазмы, которые вылетают в космос из короны со скоростью несколько сотен километров в час, могут быть долгожданным источником солнечного ветра. Группа исследователей под руководством Института Макса Планка по исследованию солнечной системы (MPS) в Германии сообщила 24 августа 2023 года в журнале Science, что большое количество этих небольших джетов можно обнаружить на изображениях корональной дыры с высоким разрешением, полученных в Март 2022 г. Создан космическим кораблем Solar Orbiter Европейского космического агентства.

Корональные дыры выглядят как темные области на изображениях короны и считаются источником солнечного ветра. Анализ теперь показывает, что, хотя струи плазмы возникают часто, через некоторое время они снова обрываются. При ближайшем рассмотрении это указывает на то, что солнечный ветер не представляет собой регулярный поток частиц, а возникает очень спорадически и в небольших масштабах.

Солнце не только излучает радиацию в космос, но также извергает поток заряженных частиц, таких как протоны и электроны. В зависимости от активности Солнца сила этого солнечного ветра меняется, но никогда полностью не прекращается. Самые быстрые частицы солнечного ветра достигают сверхзвуковой скорости более 500 километров в секунду. Корональные дыры являются источником солнечного ветра. Ультрафиолетовые изображения короны показывают эти «дыры» как темные области. Там силовые линии магнитного поля Солнца не изгибаются по петле назад к Солнцу, а простираются в межпланетное пространство. Изображения с Солнечного Орбитального аппарата, которые сейчас проанализировала исследовательская группа, показывают такую ​​корональную дыру в беспрецедентных деталях и в быстрой последовательности изображений.

На момент съемки изображений 30 марта 2022 года Solar Orbiter находился ближе всего к Солнцу на своей высокоэллиптической орбите. С расстояния всего около 50 миллионов километров космический корабль рассмотрел солнечную корону на более близком расстоянии, чем любой из его предшественников. Около получаса прибор Extreme Ultraviolet Imager (EUI), разработанный и частично изготовленный в MPS, смог наблюдать корональную дыру вблизи южного полюса.

«Остается неясным, как именно Солнцу удается отправлять солнечный ветер в космос с такой высокой скоростью. Уникальные изображения с Solar Orbiter позволяют нам видеть источники солнечного ветра лучше, чем когда-либо прежде, что позволяет нам лучше понять этот процесс. .» объясняет ученый MPS доктор Лакшми Прадип Четта, ведущий автор нового исследования.

Маленькие взрывы с большим эффектом

На изображениях видно большое количество небольших реактивных струй, удаляющихся от Солнца со скоростью несколько сотен километров в секунду. Их поперечник составляет около 100 километров, они имеют удлиненную или Y-образную форму и довольно недолговечны: исчезают примерно через 20–100 секунд. Энергия, переносимая каждой струей, также очень мала: около одной триллионной энергии, излучаемой крупнейшими взрывами в нашей Солнечной системе, называемыми солнечными вспышками класса X. Вот почему исследователи называют их джетами Бековлера. Тем не менее, это количество энергии огромно по земным меркам: оно примерно эквивалентно количеству энергии, потребляемой 10 000 домохозяйствами в Германии за год.

Вместе биковлерные струи, вероятно, обеспечат большую часть энергии, необходимой для запуска частиц солнечного ветра в их сверхзвуковом путешествии в космос. «Хотя струи, которые мы сейчас обнаружили, малы и редки, они, похоже, являются обычным и почти повсеместным явлением в наблюдаемой корональной дыре», — сказала Чита. Джеты Пиковлера могут быть вызваны локальной перестройкой магнитного поля Солнца. Известно, что более крупные джеты аналогичной формы образуются, когда открытые и закрытые силовые линии магнитного поля Солнца взаимодействуют и перестраиваются, высвобождая энергию.

Поток частиц с тонкой структурой

Традиционно считалось, что солнечный ветер представляет собой однородный поток частиц, который колеблется только в течение длительных периодов времени. Новые результаты бросают вызов этой картине. Как теперь показали пространственно-временные наблюдения с высоким разрешением Solar Orbiter, солнечный ветер, по-видимому, порождает множество небольших струй, которые различаются в небольших масштабах — аналогично тому, как большинство рек начинают свое путешествие в виде нескольких небольших ручьев и ручьев на вершинах гор. .

Соавтор, профессор д-р Харди-Питер из MPS, сказал: «Чем внимательнее мы смотрим на солнечную корону с помощью Solar Orbiter, тем больше мы обнаруживаем решающую роль, которую мельчайшие структуры и процессы играют в понимании нашей звезды». Исследователи полагают, что могут иметь место меньшие струи или более слабые взрывы, скрытые даже от глаз Солнечного орбитального аппарата. Теперь они надеются узнать больше о Байковлерах по ходу миссии. В ближайшие годы Solar Orbiter постепенно покинет плоскость эклиптики, получив лучший обзор полярных областей Солнца и находящихся там корональных дыр.

источник: Институт Макса Планка исследований Солнечной системы