Jeturi mici pe soare alimentează vântul solar colosal

Torenții de particule încărcate ridică continuu de pe atmosfera soarelui și iradiază spre exterior cu milioane de kilometri pe oră, producând un vânt solar atât de imens încât limita sa definește marginea exterioară a sistemului nostru solar.

În ciuda extinderii extinse a acestui vânt, formarea lui a fost mult timp un puzzle. Acum, o nouă analiză susține că vântul solar este alimentat de un set colectiv de erupții intermitente, la scară mică, sub forma unui jet, în coroana solară sau stratul exterior. „Ideea este similară cu modul în care sunetele individuale din palme dintr-o sală devin un vuiet constant în timp ce publicul aplaudă”, a spus Craig DeForest, fizician solar la Institutul de Cercetare Sud-Vest din Boulder, Colorado, și co-autor al studiului.

În timp ce oamenii de știință știau deja că corona găzduiește mici jetlet-uri care durează de obicei câteva minute, ei au descoperit anterior doar un număr mic dintre ele, în principal la baza penelor care ies din regiuni mai reci și mai puțin dense ale coroanei cunoscute sub numele de găuri coronale. .

Noul studiu dezvăluie că sunt omniprezente. „Odată ce știi cum să le găsești, vezi că sunt peste tot în practic fiecare structură din coroană tot timpul”, a spus coautorul Dan Seaton, un fizician solar care este, de asemenea, la Institutul de Cercetare Southwest.

Echipa a descoperit că jeletele, fiecare cu lățimea între 1,000 și 3,000 de kilometri, sunt prezente chiar și în timpul minimului solar, cea mai puțin activă fază a ciclului de 11 ani al soarelui - un rezultat care este în concordanță cu natura omniprezentă a vântului solar. „Puteți alege la întâmplare orice zi și avioanele sunt acolo, la fel ca vântul solar”, a spus Nour Raouafi, fizician solar la Laboratorul de Fizică Aplicată al Universității Johns Hopkins și autorul principal al studiului.

În lucrarea care prezintă noile constatări, Publicat luna trecută în Jurnal astrofizic, echipa oferă dovezi că jeletele sunt declanșate de un proces numit reconectare magnetică, care încălzește și accelerează o plasmă de particule încărcate. Cercetătorii sugerează că jeletele produc apoi valuri care încălzesc coroana și permit plasmei să scape de gravitația soarelui și să se unească pentru a forma vântul solar.

„Cifrele par promițătoare și arată că este foarte posibil ca avioanele să poată furniza vântului solar masa pierdută de soare”, a spus. Charles Kankelborg, un fizician solar la Universitatea de Stat din Montana care nu a fost implicat în studiu.

Motorul

Ideea că evenimentele intermitente la scară mică ar putea conduce în mod colectiv vântul solar provine din munca lui Eugene Parker, un fizician solar de pionier, care a murit anul trecut. În 1988, el a sugerat că un „roi de nanoflacări” condus de mici explozii de reconectare magnetică ar putea încălzi corona suficient pentru a alimenta vântul.

Cu toate acestea, găsirea dovezilor acestei reconectari la scară mică s-a dovedit a fi evazivă din cauza rezoluției scăzute a măsurătorilor magnetice.

Pentru noul studiu, cercetătorii au examinat imagini de înaltă rezoluție dintr-o varietate de surse, inclusiv Observatorul de dinamică solară al NASA, Sateliți GOES-R — cel mai bine cunoscut sub numele de sateliți meteorologici — și telescopul solar Goode de la Observatorul Solar Big Bear. Ei au descoperit că regiunile coronale care anterior păreau lipsite de flux magnetic erau de fapt pline cu câmpuri magnetice complexe. Echipa a reușit, de asemenea, să conecteze mai multe avioane cu anumite evenimente de reconectare. Cercetătorii se așteaptă ca și datele de câmp magnetic la scară mai mică să dezvăluie rate mai mari de reconectare și de jet.

Echipa a continuat sugerând că avioanele creează un anumit tip de undă, numită unde Alfvén, care încălzește coroana. Valurile Alfvén au fost gândite ca un mecanism concurent care ar putea explica vântul solar. Dar există o viziune tot mai mare că aceste procese pot lucra împreună. „Prezența globală a acestor avioane conduse de reconectare oferă o explicație naturală atât pentru reconectare, cât și pentru valurile Alfvén care alimentează vântul solar”, a spus. Judith Karpen, un fizician solar la Goddard Space Flight Center al NASA.

Cercetătorii anticipează că eforturile viitoare vor dezvălui procesele coronale în detaliu fără precedent. Speranța lor constă în telescoape mai noi, cum ar fi Telescopul solar Daniel K. Inouye la Observatorul Național Solar, precum și la Orbitator solar, un proiect comun al NASA și al Agenției Spațiale Europene care a fost lansat în 2020.

„S-ar putea dovedi că spectrul de jet pleacă de la evenimente relativ mari, care se termină cu nanoflacurile lui Parker la cele mai mici scale”, a spus Raouafi.

Iar jeletele ar putea fi implicate în evenimentele la scară largă de la soare, cum ar fi erupțiile și ejecțiile de masă coronală, a spus. Jie Zhang, fizician solar la Universitatea George Mason. „Erupțiile la scară mică pot juca un rol în transformarea configurațiilor magnetice în structuri mai coerente la scară largă, care pot stoca cantități mari de energie înainte de a erupe”, a spus el.

Deocamdată, noile descoperiri ale avionului au validat moștenirea lui Parker și a contemporanilor săi. „Iată câteva observații 30 de ani mai târziu care spun că probabil că au dreptate”, a spus Kankelborg.