Aurinkoenergian takaisinkytkentä on aurinkotuulen magneettikentän äkillisiä ja suuria taipumia. Takaisinkytkentämekanismien muodostusmekanismi ja lähteet ovat edelleen ratkaisematta. Nyt ESA/NASA Solar Orbiter -avaruusalus on löytänyt vakuuttavia vihjeitä näiden magneettisten takaisinkytkentöjen alkuperästä.
Solar Orbiter on tehnyt kaikkien aikojen ensimmäisestä kaukokartoitushavainnosta yhdenmukainen aurinkokytkennän kanssa, mikä tarjoaa täydellisen kuvan rakenteesta ja vahvistaa, että sillä on S-muotoinen luonne, kuten ennustettiin. Lisäksi Solar Orbiterin tietojen tarjoama globaali näkymä viittaa siihen, että nämä vaihtelevat nopeasti magneettikentät voivat olla alkuperänsä lähellä aurinko.
Huolimatta siitä, että monet avaruusalukset ovat kulkeneet näiden salaperäisten alueiden läpi menneisyydessä, in situ -tiedot sallivat mittauksen vain tietyllä hetkellä ja tietyllä hetkellä. Tämän seurauksena takaisinkytkennän rakenne ja muoto on pääteltävä yhdestä paikasta tallennetuista plasma- ja magneettikentän ominaisuuksien mittauksista.
Aurinkoenergian takaisinkytkentöjen havaittiin tapahtuvan usein käynnistyksen jälkeen NASAn Parker Solar Probe Vuonna 2018. Tämä viittasi vahvasti siihen, että nopeat magneettikentän kääntymiset tapahtuvat säännöllisemmin lähellä Aurinkoa ja lisäsi mahdollisuuden, että magneettikentän mutaatiot tuovat ne S:n muotoon.
Switchbacks on nimi, joka on annettu ilmiölle sen hämmentävän käyttäytymisen vuoksi. Siitä, miten nämä voisivat muodostua, esitettiin useita teorioita.
Kiitokset: ESA & NASA/Solar Orbiter/Metis Teams; D. Telloni et ai. (2022)
25. maaliskuuta 2022 Solar Orbiter oli vain päivän päässä läheisestä Auringon ohituksesta - tuoden sen planeetan kiertoradalle Merkurius – ja sen Metis-instrumentti otti tietoja. Metis estää kirkkaan valon häikäisyn Auringon pinnalta ja ottaa kuvia koronasta.
Noin kello 20 UT Metis otti kuvan aurinkokoronasta, joka osoitti vääristyneen S-muotoisen taittuman koronaplasmassa. Daniele Tellonin, National Institute for Astrophysics – Astrophysical Observatory of Torino, Italian mukaan, sen on oltava aurinkoenergian takaisinkytkentä.
Myöhemmin kuvaa verrattiin Solar Orbiterin Extreme Ultraviolet Imager (EUI) -laitteen ottamaan kuvaan. Havaittiin, että ehdokas takaisinkytkentä tapahtui aktiivisen alueen yläpuolella, joka on luetteloitu nimellä AR 12972. Lisäanalyysi osoitti, että tämän alueen yläpuolella olevan plasman nopeus oli hyvin hidas, kuten olisi odotettavissa aktiiviselta alueelta, joka ei ole vielä vapauttanut tallennettuja tietojaan. energiaa.
Daniele havaitsi tämän muistuttavan takaisinkytkentämekanismia, jonka esitteli professori Gary Zank Alabaman yliopistosta Huntsvillessä, Yhdysvalloissa. Teoriassa tarkasteltiin vuorovaikutuksia eri magneettisten alueiden välillä lähellä Auringon pinta.
Daniele ja Gary osoittivat, että takaisinkytkentä tapahtuu, kun avointen kenttälinjojen alueen ja suljettujen kenttälinjojen alueen välillä on vuorovaikutusta. Kun kenttäviivat kokoontuvat yhteen, ne voivat yhdistyä uudelleen vakaampiin kokoonpanoihin. Pikemminkin kuin ruoskan murtaminen, tämä vapauttaa energiaa ja asettaa S-muotoisen häiriön etenemään avaruuteen, jonka ohi kulkeva avaruusalus tallentaisi takaisinkytkennän.
Gary Zank sanoi: "Ensimmäinen kuva Metiksestä, jonka Daniele näytti, ehdotti minulle melkein välittömästi sarjakuvia, jotka olimme piirtäneet kehitellessämme takaisinkytkennän matemaattista mallia. Ensimmäinen kuva oli tietysti vain tilannekuva, ja meidän täytyi hillitä innostustamme, kunnes olimme käyttäneet erinomaista Metis-peittokykyä poimiaksemme ajallista tietoa ja tehdäksemme itse kuvista tarkemman spektrianalyysin. Tulokset osoittautuivat upeiksi!”
Tiedemiehet rakensivat myös tietokonemallin käyttäytymisestä. He havaitsivat, että heidän tulokset muistuttivat silmiinpistävää Metis-kuvaa, varsinkin sen jälkeen kun he sisälsivät laskelmia siitä, kuinka rakenne pitenee sen leviämisen aikana ulospäin. aurinko korona.
Daniele sanoi, "Sanoisin, että tämä ensimmäinen kuva magneettisesta takaisinkytkemisestä aurinkokoronassa on paljastanut niiden alkuperän mysteerin."
"Seuraava askel on yrittää tilastollisesti linkittää in situ havaitut takaisinkytkennät niiden lähdealueisiin Auringossa. Toisin sanoen saada avaruusalus lentää magneettisen suunnan läpi ja nähdä, mitä auringon pinnalla on tapahtunut. Juuri tällaista kytkentätiedettä Solar Orbiter suunniteltiin tekemään, mutta se ei välttämättä tarkoita, että Solar Orbiterin täytyy lentää takaisinkytkennän kautta. Se voi olla toinen avaruusalus, kuten Parker Solar Probe. Niin kauan kuin in situ -tiedot ja kaukokartoitustiedot ovat samanaikaisia, Daniele voi suorittaa korrelaation."
Daniel Müller, ESAn Solar Orbiterin projektitutkija, sanoi, ”Tällaista tulosta odotimme Solar Orbiterilta. Saamme lisää tietoa kymmenestä instrumentistamme joka kiertoradalla. Tämän kaltaisten tulosten perusteella hienosäädämme Solar Orbiterin seuraavaa aurinkokohtaamista varten suunniteltuja havaintoja ymmärtääksemme, kuinka Aurinko liittyy laajempaan magneettiseen ympäristöön. Aurinkokunta. Tämä oli Solar Orbiterin ensimmäinen lähikulku Aurinkoon, joten odotamme monia jännittäviä tuloksia tulossa.
Lehden viite:
- Daniele Telloni, Gary P. Zank et ai. Magneettisen takaisinkytkennän havainto aurinkokoronassa. Astrophysical Journal Letters 936 L25. DOI: 10.3847/2041-8213/ac8104
