سوئیچ بک خورشیدی انحرافات ناگهانی و بزرگ میدان مغناطیسی باد خورشیدی است. مکانیسم تشکیل سوئیچ‌بک‌ها و منابع هنوز حل نشده است. اکنون، فضاپیمای مدارگرد خورشیدی ESA/NASA سرنخ‌های قانع‌کننده‌ای در مورد منشا این سوئیچ‌های مغناطیسی پیدا کرده است.
Solar Orbiter اولین رصد سنجش از دور را مطابق با یک سوئیچ بک خورشیدی انجام داده است و نمای کاملی از ساختار ارائه می دهد و تایید می کند که همانطور که پیش بینی می شد دارای شخصیت S شکل است. علاوه بر این، نمای جهانی ارائه شده توسط داده های مدارگرد خورشیدی نشان می دهد که اینها به سرعت تغییر می کنند میدان های مغناطیسی ممکن است منشأ خود را نزدیک به خورشید.
علیرغم این واقعیت که فضاپیماهای متعددی در گذشته از این مناطق مرموز عبور کرده اند، داده های درجا فقط اجازه اندازه گیری در یک نقطه و زمان خاص را می دهند. در نتیجه، ساختار و شکل سوئیچ بک باید از اندازه گیری های پلاسما و خواص میدان مغناطیسی ثبت شده در یک مکان استنتاج شود.
مشخص شد که سوئیچ‌های خورشیدی اغلب پس از راه‌اندازی رخ می‌دهد کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا در سال 2018. این به شدت نشان داد که معکوس‌های میدان مغناطیسی سریع به طور منظم در نزدیکی خورشید اتفاق می‌افتد و این احتمال را افزایش می‌دهد که پیچ خوردگی‌های میدان مغناطیسی آنها را به شکل S ایجاد کند.
Switchbacks نامی است که به این پدیده به دلیل رفتار گیج کننده آن داده شده است. در مورد چگونگی شکل گیری اینها، چندین نظریه مطرح شد.
اعتبار: ESA & NASA/Solar Orbiter/Metis Teams. D. Telloni و همکاران. (2022)
در 25 مارس 2022، مدارگرد خورشیدی تنها یک روز با گذرگاه نزدیک خورشید فاصله داشت و آن را در مدار سیاره قرار داد. عطارد – و ابزار متیس آن داده ها را می گرفت. متیس تابش درخشان نور از سطح خورشید را مسدود می کند و از تاج عکس می گیرد.
در حدود ساعت 20:39 UT، متیس تصویری از تاج خورشیدی گرفت که پیچ خوردگی S شکل در پلاسمای تاجی را نشان می داد. به گفته دانیله تلونی، موسسه ملی اخترفیزیک - رصدخانه اخترفیزیک تورینو، ایتالیا، این باید یک سوئیچ بک خورشیدی باشد.
این تصویر بعداً با تصویری که توسط دستگاه تصویرساز فرابنفش شدید (EUI) Solar Orbiter گرفته شده بود مقایسه شد. مشخص شد که سوئیچ‌بک کاندید در بالای یک منطقه فعال به‌عنوان AR 12972 انجام می‌شود. تجزیه و تحلیل بیشتر نشان داد که سرعت پلاسمای بالای این ناحیه بسیار آهسته است، همانطور که از یک منطقه فعال که هنوز ذخیره‌شده خود را آزاد نکرده است، انتظار می‌رود. انرژی.
دانیل این را شبیه مکانیزم تولید سوئیچ بک ارائه شده توسط پروفسور گری زانک از دانشگاه آلاباما در هانتسویل، ایالات متحده تشخیص داد. این تئوری برهمکنش‌های بین نواحی مختلف مغناطیسی نزدیک را مورد بررسی قرار داد سطح خورشید.
دانیل و گری ثابت کردند که سوئیچ بک زمانی رخ می دهد که برهمکنشی بین ناحیه ای از خطوط میدان باز و ناحیه ای از خطوط میدان بسته وجود داشته باشد. همانطور که خطوط میدان در کنار هم جمع می شوند، می توانند دوباره به پیکربندی های پایدارتری متصل شوند. این کار به جای شکستن شلاق، انرژی آزاد می کند و اختلالی به شکل S ایجاد می کند که در فضا حرکت می کند، که فضاپیمای عبوری آن را به عنوان یک بازگشت ثبت می کند.
گری زانک گفت: اولین تصویر از متیس که دانیله نشان داد تقریباً بلافاصله کارتون هایی را که ما در توسعه مدل ریاضی برای تغییر برگشت ترسیم کرده بودیم به من پیشنهاد داد. البته، اولین تصویر فقط یک عکس فوری بود، و ما مجبور بودیم اشتیاق خود را تا زمانی که از پوشش عالی متیس برای استخراج اطلاعات زمانی و انجام تجزیه و تحلیل طیفی دقیق‌تر از خود تصاویر استفاده کنیم، کم کنیم. نتایج فوق العاده بود!»
دانشمندان همچنین یک مدل کامپیوتری از رفتار ساختند. آنها دریافتند که نتایج آنها شباهت قابل توجهی به تصویر متیس دارد، به ویژه پس از اینکه محاسباتی را در مورد چگونگی کشیده شدن ساختار در طول انتشار به سمت خارج از طریق درج کردند. تاج خورشیدی.
دانیله گفت می توانم بگویم که این اولین تصویر از یک سوئیچ مغناطیسی در تاج خورشیدی راز منشأ آنها را آشکار کرده است.
گام بعدی تلاش برای پیوند آماری سوئیچ‌بک‌های مشاهده‌شده در محل با مناطق منبع آنها در خورشید است. به عبارت دیگر، داشتن یک فضاپیما از طریق معکوس مغناطیسی پرواز می کند و قادر به دیدن آنچه در سطح خورشید رخ داده است. این دقیقاً همان نوع علم پیوندی است که Solar Orbiter برای انجام آن طراحی شده است، اما لزوماً به این معنی نیست که Solar Orbiter باید از طریق سوئیچ بک پرواز کند. این می تواند فضاپیمای دیگری مانند کاوشگر خورشیدی پارکر باشد. تا زمانی که داده های درجا و داده های سنجش از راه دور همزمان باشند، دانیل می تواند همبستگی را انجام دهد.
دانیل مولر، دانشمند پروژه ESA برای مدارگرد خورشیدی، گفت:, این دقیقاً همان نتیجه‌ای است که ما با مدارگرد خورشیدی به آن امیدوار بودیم. ما داده های بیشتری را از مجموعه ده ابزار خود در هر مدار به دست می آوریم. بر اساس نتایجی مانند این، مشاهدات برنامه ریزی شده برای رویارویی بعدی مدارگرد خورشیدی را به دقت تنظیم می کنیم تا بفهمیم که چگونه خورشید به محیط مغناطیسی وسیع تری متصل می شود. منظومه شمسی. این اولین گذر نزدیک مدارگرد خورشیدی به خورشید بود، بنابراین ما انتظار داریم نتایج هیجان‌انگیز بیشتری در راه باشد.»
مرجع مجله:
- Daniele Telloni، Gary P. Zank و همکاران. مشاهده یک سوئیچ بک مغناطیسی در تاج خورشیدی. مجلات Astrophysical Journal 936 L25. DOI: 10.3847/2041-8213/ac8104
