החלפת שמש היא סטיות פתאומיות וגדולות של השדה המגנטי של רוח השמש. מנגנון היווצרות ה- Switchback ומקורותיהם עדיין לא פתורים. כעת, חללית ה-ESA/NASA Solar Orbiter מצאה רמזים משכנעים לגבי מקורם של המעברים המגנטיים הללו.
Solar Orbiter עשה את תצפית החישה מרחוק הראשונה אי פעם בקנה אחד עם מעבר סולארי, ומספקת תצוגה מלאה של המבנה, ומאשרת שיש לו אופי בצורת S, כפי שצפוי. בנוסף, התצוגה הגלובלית שמציעה הנתונים מה-Solar Orbiter מרמזת כי אלה משתנים במהירות שדות מגנטיים ייתכן שמקורותיהם קרובים ל- שמש.
למרות העובדה שחלליות רבות עברו באזורים מסתוריים אלה בעבר, נתונים באתר מאפשרים מדידה רק בנקודה ובזמן ספציפיים. כתוצאה מכך, יש להסיק את המבנה והצורה של ה-Switchback ממדידות של מאפייני הפלזמה והשדה המגנטי שנרשמו במקום אחד.
נמצא כי המעבר הסולארי מתרחש לעתים קרובות לאחר ההשקה של בדיקה סולארית של נאס"א בשנת 2018. זה הצביע על כך שההיפוכים המהירים של השדה המגנטי מתרחשים באופן סדיר יותר קרוב לשמש והעלה את האפשרות שקיפולים בשדה המגנטי מביאים אותם לצורת S.
Switchbacks הוא השם שניתן לתופעה בשל התנהגותה המביכה. לגבי האופן שבו אלה עשויים להיווצר, הועלו כמה תיאוריות.
קרדיט: ESA & NASA/Solar Orbiter/Metis Teams; ד' טלוני ואח'. (2022)
ב-25 במרץ 2022, אורביטר השמש היה במרחק של יום בלבד ממעבר קרוב של השמש - והביא אותו למסלולו של כוכב הלכת. כספית - ומכשיר המטיס שלו לקח נתונים. מטיס חוסם את הזוהר הבוהק של האור מפני השמש ומצלם תמונות של העטרה.
בסביבות השעה 20:39 UT, מטיס צילם תמונה של קורונה השמש שהראתה קימוט מעוות בצורת S בפלסמה העטרה. לדברי דניאל טלוני, המכון הלאומי לאסטרופיזיקה - מצפה הכוכבים האסטרופיזי של טורינו, איטליה - זה חייב להיות מעבר סולארי.
התמונה הושוותה מאוחר יותר לתמונה שצולמה על ידי מכשיר ה-Extreme Ultraviolet Imager (EUI) של Solar Orbiter. נמצא שהמעבר המועמד התרחש מעל אזור פעיל מקוטלג כ-AR 12972. ניתוח נוסף הראה שמהירות הפלזמה מעל אזור זה הייתה איטית מאוד, כפי שניתן היה לצפות מאזור פעיל שעדיין לא שחרר את המאוחסן שלו. אֵנֶרְגִיָה.
דניאל זיהתה שזה דומה למנגנון יצירת ה- Switchback שהוצג על ידי פרופ' גארי זנק מאוניברסיטת אלבמה בהאנטסוויל, ארה"ב. התיאוריה בחנה את יחסי הגומלין בין אזורים מגנטיים שונים ליד פני השמש.
דניאל וגארי הוכיחו שמעברים חוזרים מתרחשים כאשר יש אינטראקציה בין אזור של קווי שדה פתוחים לאזור של קווי שדה סגורים. כאשר קווי השדה מצטופפים יחד, הם יכולים להתחבר מחדש לתצורות יציבות יותר. זה כמו פיצוח שוט, זה משחרר אנרגיה וגורם להפרעה בצורת S שנוסעת לחלל, שחללית חולפת תקליט כמעבר לאחור.
גארי זנק אמר, "התמונה הראשונה של מטיס שדניאלה הראתה הציעה לי כמעט מיד את הקריקטורות שציירנו בפיתוח המודל המתמטי לסוויץ'בק. כמובן, התמונה הראשונה הייתה רק תמונת מצב, והיינו צריכים למתן את ההתלהבות שלנו עד שהשתמשנו בכיסוי המצוין של Metis כדי לחלץ מידע זמני ולבצע ניתוח ספקטרלי מפורט יותר של התמונות עצמן. התוצאות התגלו כמרהיבות!"
מדענים גם בנו מודל ממוחשב של התנהגות. הם גילו שהתוצאות שלהם דומות בולט לתמונת מטיס, במיוחד לאחר שכללו חישובים כיצד המבנה יתארך במהלך התפשטותו החוצה דרך קורונה סולארית.
דניאל אמרה, "הייתי אומר שהתמונה הראשונה של מעבר מגנטי בקורונה הסולארית חשפה את המסתורין של מקורם."
"השלב הבא הוא לנסות לקשר סטטיסטית בין חילופים שנצפו באתרם לבין אזורי המקור שלהם על השמש. במילים אחרות, כדי שחללית תעוף דרך ההיפוך המגנטי ותוכל לראות מה קרה על פני השמש. זה בדיוק סוג של מדע הקישור ש-Solar Orbiter תוכנן לעשות, אבל זה לא אומר בהכרח ש-Solar Orbiter צריך לעוף דרך ה-switchback. זו יכולה להיות חללית אחרת, כמו ה-Parker Solar Probe. כל עוד הנתונים באתר ונתוני החישה מרחוק נמצאים במקביל, דניאל יכולה לבצע את המתאם."
דניאל מולר, מדען פרויקט ESA עבור מסלול שמש, אמר, "זה בדיוק סוג התוצאות להן קיווינו עם Solar Orbiter. אנו משיגים יותר נתונים מהחבילה שלנו של עשרה מכשירים בכל מסלול. בהתבסס על תוצאות כמו זו, נכוון את התצפיות המתוכננות למפגש השמש הבא של אורביטר השמש כדי להבין כיצד השמש מתחברת לסביבה המגנטית הרחבה יותר של מערכת השמש. זה היה המעבר הקרוב הראשון של Solar Orbiter לשמש, אז אנו מצפים לתוצאות רבות נוספות מרגשות".
עיון ביומן:
- Daniele Telloni, Gary P. Zank et al. תצפית על מיתוג מגנטי בקורונה הסולרית. מכתבי העיתון האסטרופיסי 936 L25. DOI: 10.3847/2041-8213/ac8104
